The invention discloses a probe for multi-target alkaline earth metal ion detection and its application, and the probe has unique structure design. Modification of calixarene with N-methyl-tetramethylpyridine iodide through double bonds not only forms a large conjugated structure, but also improves the luminescence efficiency. At the same time, quaternary ammonium salt can improve the water solubility of the probe. The carboxyl group modification of the lower edge of calixarenes provides more complex sites; moreover, the probe of the invention is a single probe multi-target detection. Fluorescence quenching and ratio absorption were used to selectively detect the target ions of three alkaline earth metals with high sensitivity and low detection limit. The detection methods include not only spectral detection but also visual colorimetric rapid detection.
【技术实现步骤摘要】
一种多目标碱土金属离子检测所用的探针及其应用
本专利技术涉及一种检测离子的探针及其应用，特别是一种多目标碱土金属离子检测的探针及其应用。
技术介绍
钙、锶、钡均为周期表中IIA族碱土金属，是地壳中含量较多的元素，它们在生物学的功能中有着同样重要作用，参与各种生理功能和代谢过程，影响器官组织的活动。其中，钙是人体中含量最丰富且必须的营养元素，也是人体中最常见的一种矿物质离子。钙对身体中骨骼和对软组织发育过程中如骨盐沉积、血凝固、肌肉收缩、神经刺激管理和细胞生长及变异都及其重要。反常高或低的血浆水平中的钙被认为是高或低钙血症。钙信号的异常会导致神经退行性变，心脏病，骨骼肌缺陷以及中枢神经紊乱等。因此，检测细胞及血浆中微量钙是非常必要的。虽然，锶在生理学中的相关性不如Ca2+那样密切，但由于存在于某些合金、染料及铁氧磁体和荧光灯中等商业用途，特别是具有放射性的Sr2+的高灵敏和快速及实时检测能够有助环境安全及决策。钡及其化合物用途甚广，常见钡盐有硫酸钡、碳酸钡、氯化钡硫化钡、硝酸钡、氧化钡等，除硫酸钡外，其他钡盐均有毒性，存在着钡中毒的可能。钡广泛用于颜料、玻璃及烟花制品等许多行业，为其进入环境提供了途径。Ba2+在生物系统中同样起着重要作用。人体中Ba2+水平增高会导致急性胃肠炎，肌肉麻痹，呼吸衰竭等。因此，对于钙、锶、钡离子的检测十分重要。传统的检测评价上述这些周期表中IIA族阳离子方法包括原子光谱、离子选择性电极、离子色谱等方法。然而这些方法中存在依赖昂贵和特殊的专业设备、相对较高的检出限、样品预处理繁琐，特别是很难实现实时、在线、原位检测等缺陷。荧光探针...
【技术保护点】
1.一种多目标碱土金属离子检测所用的探针，其特征在于：所述探针的化学结构式为：
【技术特征摘要】
1.一种多目标碱土金属离子检测所用的探针，其特征在于：所述探针的化学结构式为：2.如权利要求1所述的多目标碱土金属离子检测所用的探针，其特征在于：所述的探针；是按下述路线合成：3.如权利要求1或2所述的多目标碱土金属离子检测所用的探针，其特征在于：所述的探针；是按下述步骤进行制备：①中间体1的制备：取对叔丁基苯酚，加入1000ml的三口圆底烧瓶中，然后按照对叔丁基苯酚:氢氧化钠:37％甲醛水溶液为0.67mol:33.75mmol:80ml的比例依次向对叔丁基苯酚中加入氢氧化钠以及37％甲醛水溶液，在氮气流下吹出90％以上的水，加热到110-120℃，机械搅拌1.5-2.5h后，停止反应，冷却至室温，按37％甲醛水溶液与二苯醚为80:500的体积比向其中倒入85℃的二苯醚，并继续搅拌，将烧瓶中的混合物加热回流，反应2.5-3.5h后，停止反应，冷却至室温，按二苯醚与乙酸乙酯为500:2000的体积比向烧瓶中加入乙酸乙酯，搅拌至白色沉淀析出，静置，抽滤，并依次用乙酸乙酯、乙酸和蒸馏水洗涤3次，干燥，即得白色粉末中间体1；②中间体2的制备：中间体1放入250ml圆底烧瓶中，按中间体1:甲苯:苯酚:无水AlCl3为30.87mmol:150ml:154.3mmol:185.2mmol的比例依次向圆底烧瓶中加入甲苯:苯酚:无水AlCl3，氮气保护下室温搅拌，反应3.5-4.5h后，将反应液倒入1M盐酸水溶液中，依次用盐酸溶液和水洗涤，分液，并蒸发掉溶剂，按甲苯与甲醇为1:1的体积比向所得固体中加入甲醇回流25-35min，冷却抽滤，得到中间体2；③中间体3的制备：乙腈加入三口烧瓶中，按乙腈:中间体2:K2CO3为150ml:11.8mmol:12.92mmol的比例向装有乙腈的三口烧瓶中依次加入中间体2和K2CO3，搅拌加热回流25-35min后，按乙腈:溴乙酸乙酯为150:6的体积比向烧瓶中加入溴乙酸乙酯，搅拌加热回流17-19h，反应混合物抽滤，滤液旋干，得到固体，用二氯甲烷溶解，用10％的盐酸洗两次，水洗涤两次，分液，有机层用无水硫酸钠干燥，旋干溶剂后，用氯仿溶解，再加入甲醇，重结晶得到无色固体中间体3；④中间体4的制备：在三口瓶中加入中间体3，按中间体3:干氯仿为1.23mmol:30ml的比例向三口瓶中加入干氯仿，室温搅拌下，按中间体3:Cl2CH2OCH3:TiCl4为1.23mmol:25.42mmol:49.24mmol的比例依次加入Cl2CH2OCH3和TiCl4，室温氮气氛围中反应18-20h，反应毕，将溶液倒入装有冰的5％盐酸溶液烧杯中，残留在壁上的黑色固体用5％盐酸洗涤两次均倒入烧杯，搅拌，分层，分液，有机相用水洗涤两次，无水硫酸镁干燥，旋干溶剂，固体经硅胶柱分离，洗脱液是体积比为2:1的石油醚:乙酸乙酯，得无色固体中间体4；⑤探针的制备按中间体4:碘化氮甲基四甲基吡啶:甲醇:氯仿为1.56mmol:2.80mmol:40ml:10ml的比例将中间体4、碘化氮甲基四甲基吡啶、甲醇、氯仿置于三口瓶中，氮气保护回流8-12min后，按甲醇与哌啶的体积比为40:0.3滴入哌啶回流2.5-3.5h，冷却室温，抽滤，固体分别用乙醚，甲醇，丙酮洗涤，得黄色固体，用丙酮重结晶，最后抽滤烘干得探针化合物。4.一种如权利要求1-3中任一项所述的多目标碱土金属离子检测所用的探针的应用，其特征在于：以探针作为试剂通过荧光光谱法对微量Ca2+、Sr2+、Ba2+的检测，以探针作为试剂通过紫外-可见吸收光谱法对Ca2+、Sr2+、Ba2+的检测，或以探针作为试剂通过目视比色法对Ca2+、Sr2+、Ba2+的检测。5.如权利要求4所述的多目标碱土金属离子检测所用的探针的应用，其特征在于：所述的以探针作为试剂通过荧光光谱法对微量Ca2+、Sr2+、Ba2+的检测是；(1)检测微量Ca2+时，在体积比为9/1的N,N-二甲基甲酰胺/水溶液中，以405nm为激发波长，探针在510nm处的荧光强度与Ca2+浓度呈线性关系，其他金属离子共存不干扰检测，用校正曲线法检测Ca2+的浓度线性范围为5～100μM，检测限低至0.075μM；其他共存金属离子为Sr2+、Ba2+、Li+、Na+、K+、Mg2+、Hg2+、Cd2+、Ni2+、Co2+、Pb2+、Cu2+、Ag+、Fe3+、Zn2+、Al3+或Cr3+，在浓度与Ca2+相同时，对Ca2+的测定无干扰；(2)检测微量Sr2+时，在体积比为9/1的N,N-二甲基甲酰胺/水溶液中，以405nm为激发波长，探针在510nm处的荧光强度与Sr2+浓度呈线性关系，其他金属离子共存不干扰检测，用校正曲线法检测Sr2+的浓度线性范围为5～100μM，检测限为0.091μM；其他共存金属离子为Ca2+、Ba2+、Li+、Na+、K+、Mg2+、Hg2+、Cd2+、Ni2+、Co2+、Pb2+、Cu2+、Ag+、Fe3+、Zn2+、...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾晞，方浚安，廖贤，许万里，田雁，牟兰，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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