用于重金屬檢測的新型萘酰亞胺類熒光傳感器研究.pdf

1、　　目的：設(shè)計(jì)并研制新型的基于共價(jià)固定的萘酰亞胺衍生物的熒光傳感器,用于汞離子和鐵離子的檢測,并考查其分析性能及適用性。
　　方法：在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的熒光傳感器用于重金屬離子傳感的研究基礎(chǔ)上,并參考大量相關(guān)文獻(xiàn),設(shè)計(jì)并合成出三種萘酰亞胺衍生物化合物作為傳感器的熒光載體,通過 1HNMR 進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)確認(rèn)。然后采用共價(jià)固定的方法將熒光載體固定到活化玻片的表面,構(gòu)建出了一種高選擇性的萘酰亞胺類 Hg2+熒光傳感器和兩種高選擇性的萘酰亞

2、胺類 Fe3+熒光傳感器。利用熒光分光光度計(jì)與紫外分光光度計(jì)對(duì)這三種熒光傳感器分別用于 Hg2+和 Fe3+傳感的分析性能進(jìn)行了研究,從 pH 環(huán)境、靈敏度、選擇性、絡(luò)合模式、重現(xiàn)性、可逆性、響應(yīng)時(shí)間及穩(wěn)定性和使用壽命等方面進(jìn)行考查。并進(jìn)行了初步的實(shí)際樣本應(yīng)用的研究。
　　結(jié)果：(1)研制了一種基于共價(jià)固定萘酰亞胺衍生物的汞離子熒光傳感器。傳感器熒光發(fā)射強(qiáng)度隨 Hg2+離子濃度的增加而增強(qiáng),構(gòu)成了選擇性檢測汞離子的基礎(chǔ)。為了構(gòu)

3、建此傳感器,我們合成了一種帶有末端雙鍵的萘酰亞胺衍生物作為熒光載體,通過紫外光聚合作用將帶有末端雙鍵的熒光載體化合物與甲基丙烯酸-β-羥乙酯(HEMA)發(fā)生聚合,并共價(jià)固定到經(jīng)過處理的石英玻璃表面,共價(jià)固定有效地阻止了熒光載體從敏感膜中流失,使傳感器具有相對(duì)長的使用壽命。該Hg2+傳感器具有可逆性好、選擇性高、響應(yīng)速度快、能在100%的水溶液中測定等優(yōu)點(diǎn)。該傳感器對(duì)Hg2+的線性響應(yīng)范圍為6.0×10-6-2.0×10-4 mol/L,

4、檢測下限為2.0 ×10-6 mol/L, pH的工作范圍為4.00-7.50。該傳感器對(duì)水樣中汞離子回收率進(jìn)行測定,結(jié)果令人滿意。(2)對(duì)高選擇性 Fe3+熒光傳感器的構(gòu)建和分析性能進(jìn)行了討論。為了構(gòu)建這個(gè)傳感器,先合成了帶有末端雙鍵的萘酰亞胺衍生物,并通過紫外照射使其與甲基丙烯酸羥乙酯在活化石英破片表面發(fā)生聚合。在 25 ℃下加入Fe3+的0.05 mol/L Tris-HCl(pH 6.02)的溶液,光學(xué)傳感器的熒光強(qiáng)度減弱,以此

5、作為選擇性檢測Fe3+的基礎(chǔ)。該傳感器可以應(yīng)用于Fe3 +的定量檢測,線性范圍響應(yīng)范圍為1.0×10-5-1.0×10-3 mol/L,檢測下限為4.5×10-6 mol/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在pH 5.00-8.00時(shí),傳感器熒光強(qiáng)度不隨pH變化而變化,而且其它陽離子如堿金屬、堿土金屬和過渡金屬離子等不干擾 Fe3+的測定,該傳感器對(duì) Fe3+表現(xiàn)出高的選擇性。此外,該傳感器重現(xiàn)性和可逆性令人滿意,而且響應(yīng)迅速。該光極膜至少有兩個(gè)月的使

6、用壽命。方法的準(zhǔn)確度和精確度經(jīng)1000 ug/ml鐵單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(溶液介質(zhì)：1.0 mol/L HNO3)的驗(yàn)證。該傳感器應(yīng)用于藥物制劑樣品中鐵含量的檢測,結(jié)果令人滿意。(3)在本章,我們研制構(gòu)建了一個(gè)高選擇性的 Fe3+熒光傳感器,并對(duì)其分析特性進(jìn)行了分析。為了構(gòu)建該傳感器,我們合成了一種帶有末端雙鍵的萘酰亞胺衍生物化合物6,并通過結(jié)構(gòu)確認(rèn),然后在紫外照射下使其與甲基丙烯酸羥乙酯共價(jià)固定在活化石英玻片表面。當(dāng) Fe3+存在時(shí),敏感膜

7、的熒光載體與與Fe3+之間絡(luò)合形成基態(tài)復(fù)合物,導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)移或者電子能量轉(zhuǎn)移從而傳感器的熒光強(qiáng)度減弱淬滅,這構(gòu)成了選擇性檢測Fe3+的基礎(chǔ)。該傳感器可以應(yīng)用于Fe3 +的定量檢測,線性范圍響應(yīng)范圍為4.0×10-6-1.0×10-3 mol/L,檢測下限為5.9×10-7 mol/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在pH 4.00-12.00時(shí),傳感器熒光強(qiáng)度不隨pH變化而變化,且表現(xiàn)出對(duì)Fe3+高的選擇性。此外,該傳感器重現(xiàn)性和可逆性令人滿意,而且響應(yīng)

8、迅速,有相對(duì)較長的使用壽命。該傳感器應(yīng)用于檢測中草藥懷菊花、懷牛膝、懷山藥和懷地黃中Fe含量的測定,并與原子吸收法測定結(jié)果對(duì)比,結(jié)果令人滿意。
　　結(jié)論：設(shè)計(jì)出三種新型的基于萘酰亞胺衍生物的Hg2+和Fe3+熒光傳感器。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：這三種新型熒光傳感器分別用于 Hg2+和 Fe3+檢測具有選擇性好、靈敏度高、線性范圍寬、工作pH接近中性、操作過程簡單、檢測成本低等優(yōu)點(diǎn),易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和在線分析,并可以在100%水相環(huán)境中進(jìn)