[发明专利]一种能单一性选择性荧光识别亚砷酸根离子的超分子凝胶及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种能单一性选择性荧光识别亚砷酸根离子的超分子凝胶，是以萘酰亚胺功能化的柱[5]芳烃为主体，N‑氨基‑1,8‑萘二甲酸酐功能化的均苯三甲酰氯为客体，在DMSO中进行自组装而得。该超分子凝胶具有良好的荧光发射性能，当激发波长425nm时发出绿色荧光。在超分子凝胶的DMSO中分别加入F^‑，Cl^‑，Br^‑，AsO₂^‑，H₂AsO₄^‑，ClO₄^‑，H₂PO₄^‑，HSO₄^‑，AcO^‑，SCN^‑，I^‑和N₃^‑的水溶液，只有加入AsO₂^‑能使超分子凝胶的荧光明显减弱并发生红移，因此该超分子凝胶对AsO₂^‑有单一选择性荧光识别性能，且最低检测限为1.65×10^‑9M，从而实现对AsO₂^‑的超灵敏检测。

技术领域

本发明涉及一种基于主客体自组装的超分子凝胶，尤其涉及一种能单一性选择性荧光识别亚砷酸根离子的超分子凝胶及其制备方法；本发明同时还涉及通过阴离子-π和外腔π-π的竞争来实现对AsO₂^-的超灵敏检测和有效去除，属于离子检测领域。

背景技术

砷是一种广泛存在于自然界中的有毒非金属。环境样品中的主要砷物种是无机砷酸盐和亚砷酸盐，以及有机形式的砷。在这些化合物中，亚砷酸盐是一种剧毒的化合物，具有致突变性、致畸性和致癌性，长期接触亚砷酸盐会对人体的许多功能产生恶劣影响，如心血管疾病，肺癌，皮肤癌和膀胱癌等，甚至对生命构成威胁。因此，检测环境中亚砷酸根离子（AsO₂^-）的含量具有重要的意义。

目前，已开发出大量用于检测AsO₂^-的分析方法，如电比色法，化学法，荧光法，电感耦合等离子体质谱法等。尽管这些方法可以测量环境样品中的AsO₂^-，但开发出一种简单，易于制备，高选择性和超灵敏检测AsO₂^-的新方法仍然具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种能单一性选择性荧光识别AsO₂^-的超分子凝胶及其制备方法；

本发明的另一目的是提供上述超分子凝胶在荧光识别AsO₂^-的具体方法；

一、有机超分子凝胶

本发明的超分子凝胶，是以萘酰亚胺功能化的柱[5]芳烃为主体化合物，以N-氨基-1,8-萘二甲酸酐功能化的均苯三甲酰氯为客体化合物，在DMSO溶液中进行超分子自组装而得，标记为ST。其中，主体化合物与客体化合物的摩尔比为：3:1~3:1.2。

主体化合物萘酰亚胺功能化的柱[5]芳烃（标记为SPND）的结构式如下：

主体化合物SPND的制备，在乙醇溶剂中，巯基乙酰肼功能化的柱[5]芳烃和1,8-萘二甲酸酐以1:1~1:1.5的摩尔比，于80~85℃下反应70~72h，反应液减压浓缩后加水重结晶，待冷却析出产物，减压抽滤，得黄色粉末，即为主体化合物SPND。图1、2分别为主体SPND的氢谱图和质谱图。

所述客体化合物N-氨基-1,8-萘二甲酸酐功能化的均苯三甲酰氯（标记为TC）的结构式如下：