1-萘-3,4,5-三(十六烷氧基)苯甲酰腙作为传感器在荧光识别银离子中的应用

摘要

本发明公开了一种利用1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙作为银离子传感器在荧光识别水溶液中银离子的应用，属于阳离子检测技术领域。实验表明，在乙醇溶液中，1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙能实现对银离子的单一响应，可用于高选择性荧光比色识别银离子，而且识别过程不受其它离子的干扰。对银离子的最低检测线可达1.2×10

说明书

技术领域

本发明属于阳离子检测技术领域，涉及一种利用1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙作为银离子传感器在水溶液中荧光识别银离子的具体应用。 

背景技术

银离子是一种应用很广泛的阳离子，例如在药物学、摄影学、电子学、光谱学和珠宝、硬币、电池、光电管、轴承的生产，催化，局部凝胶、专业绷带、可移植的假体，输尿管的制备及饮用水的消毒等领域。每年从工业废弃物中排放到环境的银大约有2500吨，其中的150吨是来自废水的沉淀物，有80吨是来自表面水。银离子不像其它的重金属离子一样对人体有毒，但是当银离子的浓度达到1.6nM时会对鱼类和微生物等生物体有毒害。饮用水中银离子的最大污染的检测水平是6.0×10^-7mol/L。因此，银离子的分析检测是一项非常重要的工作。

虽然目前可利用的银离子检测方法和技术很多，如光度法，络合滴定法等。但是这些方法和技术都得对样品进行昂贵和耗时的浓缩和相应的分离之类的预处理等一系列的复杂的操作。近年来，用易于合成且对特定离子有选择性比色荧光识别能力的传感器分子成为了人们的研究热点，这些传感器分子可方便快捷的比色或荧光检测特定离子而不需要昂贵的仪器和复杂的操作。但是提高传感器分子的选择性和灵敏度始终是该研究领域的一个挑战。另外，报道的很多传感器分子结构都比较复杂，合成较为困难。

化合物1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙，是一种基于长链烷氧基芳酰腙和萘酚的化合物，其化学名称为： 1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙，其合成方法参见文献（符永鹏，林奇，魏太保，陈佩，朱鑫，刘昕等；化学试剂，2013。），其结构式如下：

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由于化合物1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙具有易于与阴离子配位的C=N和C=O以及易于π-π堆积的苯环结构，可与阴离子组装成超分子发射较强的荧光，因此用于阴离子的检测，如碘离子、氰根离子等的检测。但是，到目前为止，关于1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙作为传感器分子用于阳离子的检测尚未见报道。

发明内容

发明目的是提供一种利用1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙作为银离子传感器分子在水溶液中荧光识别银离子的应用。

化合物1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙中，萘环作为荧光信号基团，酰腙基团作为结合位点，长烷基链增强酰腙化合物的溶解性，因此，其在乙醇等溶剂中能与银离子配位形成配合物，从而达到高选择性、高灵敏度识别银离子的效果。

下面通过具体实验来说明化合物1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙（记为L₂）作为银离子传感器分子对银离子的荧光识别性能进行分析说明。

1、传感器分子对阳离子的响应

分别取13份 0.5 mL传感器分子的乙醇溶液（浓度2.0×10^-5~2.0×10^-4 mol/L mol·L^-1）于10 mL 比色管中向其中12份该传感器分子溶液中滴加  Mg²⁺，Ca²⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Ag⁺, Hg²⁺和Pb²⁺等阳离子的溶液（浓度为4.0×10^-3 mol·L^-1），观察传感器分子对各种阳离子的响应。结果发现，一段时间后，只有加入Ag⁺的溶液荧光打开，而含其它离子的溶液遇到该传感器分子时，荧光无明显变化。因此，该传感器分子能实现对银离子的单一响应，可用于选择性荧光比色识别银离子。

图 1为传感器分子对银离子响应的荧光发射图。由图1可以看出，传感器分子在乙醇溶液中在波长366nm的紫外灯下几乎无荧光，当加入银离子溶液时能在450nm处发出较强的蓝色荧光，因此，其能选择性荧光比色识别银离子。

图2为传感器分子L₂对阳离子的响应荧光发射图。由图2可以看出，L₂在乙醇溶液中几乎无荧光，当在传感器分子的乙醇溶液中加入银离子溶液时能在450nm处发出较强的蓝色荧光，而加入Mg²⁺，Ca²⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Hg²⁺和Pb²⁺时，传感器分子的荧光几乎不发生变化，说明该传感器分子能实现对银离子的单一响应。

图3为传感器分子对阳离子响应在450nm处截取数据的柱状图。图3说明传感器分子在乙醇溶液中几乎无荧光，加入银离子溶液时荧光强度明显增强，而加入Mg²⁺，Ca²⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Hg²⁺和Pb²⁺等阳离子时，传感器分子的荧光几乎不发生变化。进一步传感器分子能实现对银离子的单一响应。

 2、传感器分子对银离子响应的抗干扰测试

取12份传感器分子的乙醇溶液0.5mL（浓度2.0×10^-5~2.0×10^-4 mol/L），分别向其中加入4.0×10^-3mol/L的银离子的乙醇溶液0.25mL，再分别向其它11份中加入0.25mL浓度为4.0×10^-3mol/L的Mg²⁺，Ca²⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Hg²⁺和Pb²⁺等阳离子。挂观察传感器分对银离子响应的抗干扰情况。图4为传感器分对银离子响应的抗干扰图。从图4 可以看出，传感器分子对银离子的识别过程不受其它离子的干扰，该传感器具有较强的抗干扰能力。

3、最低检测限的测定

在25℃时，利用荧光光谱，根据银离子对传感器分子的乙醇溶液的进行滴定实验。图 5为传感器分子L₂对银离子滴定图。通过滴定实验，计算出传感器分子对银离子的最低检测限为1.2×10^-7mol/L，由此可见。传感器分子对银离子具有很高的林敏度和很高的选择性，这个检查限低于饮用水中银离子检测的标准，所以可以用来检测饮用水中银离子的含量。

综上所述，传感器分子L₂能实现对银离子的单一响应，可用于选择性荧光比色识别银离子，而且识别过程不受其它离子的干扰。对银离子的最低检测线可达1.2×10^-7mol/L，具有高的林敏度和高的选择性，可缩短检测的时间和简化检测过程，因此，在银离子检测中具有很好的应用前景。

附图说明

图 1 传感器分子L₂对银离子响应的荧光发射图。

图2为传感器分子L₂对阳离子的响应荧光发射图。

图3为传感器分子L₂对阳离子响应在450nm处截取数据的柱状图。

图4为传感器分子L₂对银离子响应的抗干扰图。

图 5为传感器分子L₂对银离子滴定图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明对检测阴离子的方法作进一步说明。

一、识别银离子

将1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙溶于乙醇中（浓度为2.0×10^-5~2.0×10^-4 mol/L），向其中加入Ag⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Hg²⁺和Pb²⁺等阳离子溶液，在波长366nm的紫外灯下，若溶液发出较强的蓝色荧光，则加入的是Ag⁺溶液，若溶液的荧光无明显变化，则加入的是它阳离子溶液。 

二、饮用水中银离子的检测

将1-萘-3,4,5-三（十六烷氧基）苯甲酰腙溶于乙醇溶液中（浓度为2.0×10^-5~2.0×10^-4 mol/L），向其中加入饮用水，在波长366nm的紫外灯下，若溶液发出较强的蓝色荧光，则说明饮用水中Ag⁺含量超过1.2×10^-7mol/L；若溶液的荧光无明显变化，则说明饮用水中Ag⁺含量符合国家标准。