[发明专利]一种可用于铜、汞离子区别性检测的荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及光学传感成像检测技术领域，特别是一种可用于铜、汞离子区别性检测的荧光探针及其制备方法与应用。本发明所述荧光探针具有式(I)所示结构，本发明还提供了其制备方法，本发明提供的荧光探针可以实现对Hg(II)和Cu(II)高选择性、高灵敏性多功能检测，且检测限可达到10supgt;‑9/supgt;M的数量级；本发明以所述荧光探针溶液为模板，Hg(II)和Cu(II)为化学输入信号，以485和595nm的荧光强度为输出信号，构建了具有NOR和INHIBIT功能的组合逻辑门。

技术领域

本发明涉及光学传感成像检测技术领域，特别是一种可用于铜、汞离子区别性检测的荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术

重金属离子具有高毒性、非生物降解性和致癌性，会通过食物链富集进入人体，极易造成神经系统、肾脏功能、生育能力等方面损害。因此对水中重金属离子进行及时、准确地检测是生态环境预警和人体健康防控的重要手段。

传统的分析测试方法如原子吸收、电感耦合等离子体质谱等有高的灵敏度和准确度，但是存在需要复杂昂贵的仪器、操作难度大、样品预处理繁琐，不能实时、在线检测的缺点，应用范围有限。荧光分析方法具有灵敏度高和选择性好的优势，在环境科学和医学等领域应用广泛。基于金属离子诱导荧光性能变化的光化学传感器已有大量报道，罗丹明染料具有摩尔消光系数大、荧光量子产率高、吸收和发射波长大等优异的光物理性能，因此，罗丹明基荧光探针在Hg²⁺和Cu²⁺离子检测方面引起广泛关注，但是目前设计的单个荧光探针只能单独检测Hg²⁺或Cu²⁺，无法实现两种目标金属离子同时存在时的区别检测，设计能够对铜、汞离子进行选择性检测的荧光探针具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于铜、汞离子区别性检测的荧光探针及其制备方法与应用。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面提供一种可用于铜、汞离子区别性检测的荧光探针，具体技术方案如下：

一种可用于铜、汞离子区别性检测的荧光探针，具有式(I)所示结构：

其中，R为-CH₂CH₃或-CH₃。

本发明所述可用于铜、汞离子区别性检测的荧光探针为三联吡啶-罗丹明衍生物，分子结构如式(I)所示，其分子结构中有两个响应基团，可以通过比率荧光变化(F595/F485)和荧光猝灭分别对水中的Hg²⁺和Cu²⁺离子进行检测。当探针与Hg²⁺反应后，Hg²⁺诱导螺内酰胺开环并进一步水解，引发键能转移(TBET)过程。当探针与Cu²⁺离子反应后，由于Cu²⁺与联吡啶结合，发生配体-金属电荷转移(LMCT)过程，引起荧光猝灭，同时也有效地抑制Hg²⁺离子诱导的TBET过程，并促进对Cu(II)和Hg(II)的区分传感。

本发明的第二方面提供一种可用于铜、汞离子区别性检测的荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

第一步、化合物A与化合物B进行缩合反应，得到化合物TpRh；

第二步、化合物TpRh与CH₃OH进行水解反应，得到化合物TpRhMe；

第三步、化合物TpRhMe与水合肼进行缩合反应，得到TpRhH；

其中，R为-CH₂CH₃或-CH₃。