專利名稱：4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光化學(xué)傳感器，屬于光電材料技術(shù)領(lǐng)域。具體來說是涉及一類 4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器及其在金屬離子檢測中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著人們對環(huán)境污染問題的高度重視，越來越多研究致力于開發(fā)高選擇性和靈敏性的熒光化學(xué)傳感器，以便于定性或定量地檢測生物體內(nèi)和環(huán)境中的重金屬、過渡金屬。在嚴(yán)重污染環(huán)境和生物體的各中金屬離子中，Hg2+由于具有持久性、易遷移性和高度的生物富集性而成為最具威脅和毒害作用的金屬離子。汞在自然界中主要以元素汞、無機(jī)汞和有機(jī)汞三種形式存在，其中有機(jī)汞的毒性最大。有機(jī)汞可以通過呼吸道、消化道、皮膚等途徑侵人體和其他生物體。汞中毒能夠損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)，嚴(yán)重中毒可導(dǎo)致精神紊亂、四肢癱瘓， 甚至成為癡呆。各種形態(tài)的汞及其化合物都具有高度的化學(xué)反應(yīng)活性，能夠與生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、酶和核酸等生物分子中的相關(guān)官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)作用，從而擾亂正常的生命過程，對生物體有極大的損害。迄今為止，對于Hg2+的檢測方法主要有原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法等。這些檢測方法各有不同程度的缺陷，如樣平需要處理、檢測速度慢、檢測費(fèi)用昂貴等。綜上所述，開發(fā)研制一種低成本、快速響應(yīng)、能應(yīng)用于自然環(huán)境和生物體內(nèi)且檢測明顯的新型檢測Hg2+的化學(xué)傳感器顯得尤為重要?；瘜W(xué)傳感器是近些年來倍受關(guān)注的新型檢測技術(shù)，是一種微量和痕量分析技術(shù)。 化學(xué)傳感器是一種分子器件，與被分析物質(zhì)相互作用時能夠給出實時信號，并且能夠把特定的化學(xué)物質(zhì)的種類和濃度變成檢測信號。化學(xué)傳感器按檢測信號的種類不同分為光化學(xué)傳感器、電化學(xué)傳感器、溫度敏感化學(xué)傳感器等。光化學(xué)傳感器是利用光敏感材料與被分析物質(zhì)相互接觸時直接或間接地引起光信號的變化，其中熒光信號因其靈敏度高、易于傳遞和控制等受到青睞。近年來，熒光化學(xué)傳感器發(fā)展迅速，其整體設(shè)計和合成成為研究的焦點。具有實用價值的熒光化學(xué)傳感器主要可以分為如下三個部分(I)識別基團(tuán)，具有能夠選擇性地與被分析物質(zhì)結(jié)合的功能(一般形成絡(luò)合物的形式)，導(dǎo)致熒光化學(xué)傳感器所處的化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化；(2)熒光基團(tuán)，將識別基團(tuán)與被分析物絡(luò)合所引起的化學(xué)環(huán)境變化轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀子^察到得熒光輸出；(3)連接基，能夠改變分子體系幾何構(gòu)型，調(diào)控識別基團(tuán)和熒光基團(tuán)之間的電子相互作用。正確地設(shè)計和合成熒光化學(xué)傳感器對其識別能力和靈敏度的影響起到重要的作用。從目前的研究情況看，很多應(yīng)用于檢測Hg2+的光化學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合成過程繁復(fù)，因此設(shè)計合成新的Hg2+檢測熒光化學(xué)傳感器仍有及其重要的意義。在熒光化學(xué)傳感器的設(shè)計中，常用吡啶、三唑、噻唑、吡咯、咪唑等雜環(huán)基團(tuán)作為識別基團(tuán)，而嘧啶環(huán)雖然具有非常重要的生物和藥物活性，卻在熒光化學(xué)傳感器應(yīng)用領(lǐng)域幾乎未見報道。本發(fā)明以4-取代的嘧啶基團(tuán)作為識別基團(tuán)，制備了一類可應(yīng)用于Hg2+檢測熒光化學(xué)傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器及其在金屬離子檢測中的應(yīng)用。該熒光傳感化學(xué)器具有制備簡便，成本低廉，響應(yīng)速度快，靈敏度高，可通過肉眼識別等優(yōu)點，并且其檢測過程可逆，可作為重復(fù)利用的熒光化學(xué)傳感器。通過其溶液的顏色變化、紫外可見吸收光譜、熒光發(fā)射光譜的變化，從而可達(dá)到檢測金屬汞離子的目的。技術(shù)方案本發(fā)明是利用4-芳基嘧啶化合物中單取代嘧啶環(huán)上裸露的N原子與金屬離子的配位作用，得到一類4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器。本發(fā)明涉及的熒光化學(xué)傳感器以含有缺電子的嘧啶基團(tuán)作為檢測單元，嘧啶環(huán)上的N原子容易與Hg2+形成弱配位鍵，生成一個Hg2+絡(luò)合兩個4-芳基嘧啶的配合物；在碘離子(Γ)存在的情況下，嘧啶環(huán)上的N原子與Hg2+形成弱配位鍵容易被破壞，可使該熒光化學(xué)傳感器恢復(fù)到檢測前的狀態(tài)，實現(xiàn)重復(fù)檢測Hg2+的效果。本發(fā)明研究了此類熒光化學(xué)傳感器在檢測Hg2+過程中紫外可見吸收光譜、熒光發(fā)射光譜的變化。這類熒光化學(xué)傳感器不僅可以實現(xiàn)比率熒光檢測，而且具有可逆性和重復(fù)利用性，從而實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。本發(fā)明的4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器具有由下述通式(I)、通式(2)、通式(3)或
通式⑷表示的結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一類4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器，其特征是，具有下述通式(I)、通式(2)、通式(3) 或通式(4)的結(jié)構(gòu)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器，其特征是通式(I)、通式(2)、 通式(3)或通式(4)的化合物，芳基或取代芳基是苯、萘、苊、蒽、菲、芘、茈、芴、螺芴及含其取代基的衍生物；雜環(huán)芳基或取代雜環(huán)芳基是吡咯、呋喃、噻吩、咔唑、硅芴、磷芴、吖啶、吖啶酮或含取代基的衍生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器，其特征是芳基或雜環(huán)芳基的取代基為齒素、燒基、燒氧基、氣基、輕基、酷基、砸酸酷基、芳氧基、芳香基或雜環(huán)取代基。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的4-芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器，其特征是芳基或雜環(huán)芳基的取代基的個數(shù)為1-5個。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的4-
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的4-子為Hg2+。芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器在檢測金屬離子中的應(yīng)用。 芳基嘧啶熒光化學(xué)傳感器的應(yīng)用，其特征是，所述金屬離
全文摘要
本發(fā)明公開了一類熒光傳感化學(xué)器及其應(yīng)用。本發(fā)明熒光傳感化學(xué)器是一類4-芳基嘧啶化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)可由通式(1)、通式(2)、通式(3)或通式(4)表示，其中Ar表示芳基、取代芳基、雜環(huán)芳基及取代雜環(huán)芳基。本發(fā)明熒光傳感化學(xué)器通過其溶液的顏色變化、紫外可見吸收光譜、熒光發(fā)射光譜的變化，從而達(dá)到檢測金屬汞離子(Hg2+)的目的。本發(fā)明熒光化學(xué)傳感器具有響應(yīng)速度快，可通過肉眼識別的特點，對Hg2+的識別敏感度高，選擇性強(qiáng)，并且其檢測過程可逆，可作為重復(fù)利用的熒光化學(xué)傳感器。
文檔編號G01N21/64GK102608087SQ20121003483
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者張彬, 梅群波, 童碧海, 翁潔娜, 范曲立, 蔣淵知, 黃維 申請人:南京郵電大學(xué)