[发明专利]一种用于检测Al3+的双醛纤维素基席夫碱类荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于检测Al³⁺的双醛纤维素基席夫碱类荧光探针及其制备方法和应用。本发明以双醛纤维素为原料，与癸二酰肼进行缩合制得双醛纤维素‑癸二酰肼单席夫碱；双醛纤维素‑癸二酰肼单席夫碱再进一步与2‑羟基‑1‑萘醛缩合，制得双醛纤维素‑癸二酰肼‑2‑羟基‑1‑萘醛双席夫碱。在365nm紫外光照射下，双醛纤维素‑癸二酰肼‑2‑羟基‑1‑萘醛双席夫碱的DMF悬浮液加入Al³⁺后，溶液的荧光颜色由无色变为蓝色，对Al³⁺的检测极限达到6.06×10^‑7M，作为检测Al³⁺离子用荧光探针具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属荧光检测技术领域，涉及一种用于检测Al³⁺的双醛纤维素基席夫碱类荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

纤维素是自然界中分布最广、含量最多的天然高分子。纤维素的每个葡萄糖基环上含有3个羟基，这3个羟基可以发生氧化、醚化、交联、酯化等反应，从而实现纤维素的功能化改性和应用，赋予纤维素新的性能。高碘酸盐能够将纤维素上C2和C3位的邻位羟基基团氧化为醛基，从而得到双醛纤维素。2-羟基-1-萘醛是最广泛使用的荧光团之一，常被用于合成不同荧光化学传感器的优良前体，将其接枝到双醛纤维素大分子上得到双醛纤维素基荧光材料，其不仅拥有双醛纤维素高分子本身的优异性能，而且还可克服小分子荧光化合物的诸多局限性：如容易聚集导致发生荧光猝灭；难于重复使用；荧光小分子难以加工成型，无法用于器件的制造等。同时，荧光基团与聚合物骨架之间以稳定的化学键连接，可有效避免荧光小分子与聚合物物理混合所制备的材料中荧光小分子容易流失的问题。因此，发展各种类型的双醛纤维素基功能材料具有非常重要的意义，在生物成像、检测传感、信息防伪等领域有着广泛的应用前景。

铝是地壳中储量仅次于氧和硅的第三丰富的元素，是含量最多的金属元素。因其具有密度小、延展性好、抗腐蚀性能强等优点，被广泛应用于食品药品包装、厨具、航空航天等许多领域。尽管铝的使用给我们的生活带来了极大地方便，但是过量使用铝不仅会给生态环境造成危害，而且铝离子会不可避免地通过水和食物最终富集于人体。当人体长期接触或者摄入过量的Al³⁺时，会导致人体器官出现功能性障碍，尤其是铝离子与人体的脑组织亲和性较强，更容易在脑组织中积累，从而对人的中枢神经系统造成严重伤害，进而导致神经系统疾病。体内过高浓度的铝会导致骨质脱钙，易引起骨萎缩、嗜睡、贫血症、厌食症、卵巢萎缩等，可抑制肠道对磷的吸收，干扰体内正常的钙、磷新陈代谢，可引起大脑神经的退化，记忆力衰退，智力和性格也会受到影响，甚至呈现老年性痴呆。目前，Al³⁺的检测方法主要有电化学法、化学滴定法、分光光度法等，这些技术因局限因素较多，而导致操作繁琐、实用性不够强、灵敏度不高等缺陷。荧光检测技术用于检测Al³⁺具有操作方便、灵敏度高等优点。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能用于检测Al³⁺的双醛纤维素基席夫碱类荧光探针，该荧光探针的DMF悬浮液在365 nm紫外光照射下没有荧光发出，但加入Al³⁺后溶液能发出蓝色荧光，可以用于Al³⁺的检测。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述双醛纤维素基席夫碱类荧光探针的制备方法。本发明还要解决的另一技术问题是提供一种上述双醛纤维素基席夫碱类荧光探针的应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于检测Al³⁺的双醛纤维素基席夫碱类荧光探针，为双醛纤维素-癸二酰肼-2-羟基-1-萘醛双席夫碱，结构式为：

。

所述的双醛纤维素基席夫碱类荧光探针的制备方法，包括如下步骤：

（1）以双醛纤维素为原料，将双醛纤维素分散于乙二醇单甲醚中，加入癸二酰肼与双醛纤维素发生缩合反应，制得双醛纤维素-癸二酰肼单席夫碱；