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：設計并研制新型的基于共價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：在實驗室現有的熒光傳感器用于重金屬離子傳感的研究基礎上,并參考大量相關文獻,設計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 進行分子結構確認。然后采用共價固定的方法將熒光載體固定到活化玻片的表面,構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與紫外分光光度計對這三種熒光傳感器分別用于 Hg2+和 Fe3+傳感的分析性能進行了研究,從 pH 環(huán)境、靈敏度、選擇性、絡合模式、重現性、可逆性、響應時間及穩(wěn)定性和使用壽命等方面進行考查。并進行了初步的實際樣本應用的研究。
　　結果：(1)研制了一種基于共價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)射強度隨 Hg2+離子濃度的增加而增強,構成了選擇性檢測汞離子的基礎。為了構

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,并共價固定到經過處理的石英玻璃表面,共價固定有效地阻止了熒光載體從敏感膜中流失,使傳感器具有相對長的使用壽命。該Hg2+傳感器具有可逆性好、選擇性高、響應速度快、能在100%的水溶液中測定等優(yōu)點。該傳感器對Hg2+的線性響應范圍為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。該傳感器對水樣中汞離子回收率進行測定,結果令人滿意。(2)對高選擇性 Fe3+熒光傳感器的構建和分析性能進行了討論。為了構建這個傳感器,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,光學傳感器的熒光強度減弱,以此

5、作為選擇性檢測Fe3+的基礎。該傳感器可以應用于Fe3 +的定量檢測,線性范圍響應范圍為1.0×10-5-1.0×10-3 mol/L,檢測下限為4.5×10-6 mol/L。實驗結果表明：在pH 5.00-8.00時,傳感器熒光強度不隨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 Fe3+表現出高的選擇性。此外,該傳感器重現性和可逆性令人滿意,而且響應迅速。該光極膜至少有兩個月的使

6、用壽命。方法的準確度和精確度經1000 ug/ml鐵單元素標準溶液(溶液介質：1.0 mol/L HNO3)的驗證。該傳感器應用于藥物制劑樣品中鐵含量的檢測,結果令人滿意。(3)在本章,我們研制構建了一個高選擇性的 Fe3+熒光傳感器,并對其分析特性進行了分析。為了構建該傳感器,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,并通過結構確認,然后在紫外照射下使其與甲基丙烯酸羥乙酯共價固定在活化石英玻片表面。當 Fe3+存在時,敏感膜

7、的熒光載體與與Fe3+之間絡合形成基態(tài)復合物,導致電子轉移或者電子能量轉移從而傳感器的熒光強度減弱淬滅,這構成了選擇性檢測Fe3+的基礎。該傳感器可以應用于Fe3 +的定量檢測,線性范圍響應范圍為4.0×10-6-1.0×10-3 mol/L,檢測下限為5.9×10-7 mol/L。實驗結果表明：在pH 4.00-12.00時,傳感器熒光強度不隨pH變化而變化,且表現出對Fe3+高的選擇性。此外,該傳感器重現性和可逆性令人滿意,而且響應

8、迅速,有相對較長的使用壽命。該傳感器應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果對比,結果令人滿意。
　　結論：設計出三種新型的基于萘酰亞胺衍生物的Hg2+和Fe3+熒光傳感器。實驗研究結果表明：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,易于實現實時和在線分析,并可以在100%水相環(huán)境中進