一种光开关型测定溶液pH的探针方法技术

本发明专利技术一种光开关型测定溶液pH的探针方法，属分析化学领域。以化合物(E)-2-(2,4-二羟基苯基)乙烯基-8-羟基喹啉为pH荧光探针，简称探针。荧光法在pH2~5、10~12.4定量检测溶液pH；紫外-可见吸收法在pH2~5、5~10定量检测溶液pH；目视法在紫外和日光下，在pH2~5、10~13定性、半定量检测溶液pH；探针测试滤纸在紫外和日光下，在pH2~5、pH10~13定性、半定量检测溶液pH；作为pH荧光探针，具有多级光开（On）关（Off）效应：pH2~4荧光为“On”；pH5~9荧光为“Off”；pH10~12荧光为“On”；pH＞13荧光为“Off”。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属分析化学领域，具体地说是一种光开关型测定溶液中pH的探针方法。
技术介绍
溶液中pH值的精确测量在化学、生物学、医学、农业和环境科学等领域的研究中具 有重要意义。化学反应的进行、完成及过程控制、细胞生物学中量度细胞内的pH值、细胞的 增殖和凋亡、细胞内吞作用、离子运输和动态平衡、多药抗药性，生物分析化学和医学健康 中的血液研究均与pH密切相关。荧光光谱法是一种基于光学信号建立的检测方法，具有高 灵敏性、高选择性、快速反应性以及可逆向进行等优点。采用荧光探针法测定溶液的pH值具 有灵敏度高、不受电信号干扰、分析仪器更易小型化、便于特殊生物样品检测和成像应用等 特点。pH荧光探针可作为酸、碱指示剂使用，实时监测pH值，还可通过溶液的颜色变化定性 判断环境的pH。近年来，包括香豆素类、罗丹明类、荧光素类、氟硼二吡咯类及花青素类pH荧 光传感器为研究pH值变化对生理活动的影响提供了强有力的探测工具。 大多数的质子化荧光探针的荧光随pH值的增大呈单一减弱变化，表现为酸性为 "On"碱性为"Off"，极少数随pH值的增大呈单一增强变化，表现为酸性"Off"碱性"On"。已报 道的有些类荧光探针荧光强度随pH变化会不同程度地受到共存于体系中的生物相关离子 及氨基酸、糖类等生物小分子的干扰。因此，寻求性能优越、适用于生物体系中较宽pH范围 的检测、同时还具有光开关性能的荧光探针及其检测应用是必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于研究一种具有光开关效应、能在pH2~5、pH10~12.4极端条件下 用荧光和紫外-可见吸收光谱定量检测PH，用目视法定性和半定量检测pH的探针方法。 本专利技术，是以化合物(E)-2_(2,4-二羟基苯 基)乙烯基-8-羟基喹啉作为pH探针试剂，简称探针，其结构式为：检测方法是用探针乙腈溶液和不同pH值的缓冲溶液配制成探针溶液，按下列方法测 定：（1)荧光光谱定量检测溶液pH:探针在pH 2~5范围，以440nm为激发波长，发射550nm的荧 光，强度与pH线性相关;探针在pH 10~12.4范围，以440nm为激发波长，发射580nm波长的荧 光，强度与pH线性相关；（2 )紫外-可见吸收光谱定量检测溶液pH:在pH 2~5，探针溶液在 430nm与360nm处形成比率吸收，430nm波长处的吸光度与pH线性相关;在pH 5~10，探针溶液 在430nm与360nm处形成比率吸收，360nm波长处的吸光度与pH线性相关；（3)目视法定性、半 定量检测溶液pH，365nm紫外灯下：探针在pH 2~5范围，溶液颜色随pH值增大由黄绿色逐渐 变为浅黄绿色至无色;在pH 10~13范围，探针溶液颜色随pH值增大由浅橙色逐渐变为橙色， 再逐渐变为橙红色；日光下:在pH 2~5范围，探针溶液颜色随pH值增大由黄绿色逐渐变为浅 黄绿色至无色;在pH 10~13范围，探针溶液颜色随pH值增大由浅橙色逐渐变为橙红色，再逐 渐变为浅橙红色；（4)探针测试滤纸用于定性、半定量检测溶液pH，365nm紫外灯下：探针在 pH 2~5范围，测试滤纸颜色从黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色;在pH 10~13范围，测试滤纸 颜色从浅橙色逐渐变为橙红色，再逐渐变为浅橙色;在日光下:pH 2~5范围，测试滤纸颜色 从黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色;在pH 10~13范围，测试滤纸颜色从浅橙色逐渐变为橙 红色，再逐渐变为浅橙色；（5)作为检测溶液pH的荧光探针，具有多级光开(On)关(Off)效 应:pH 2~4,探针的荧光信号为"On" ；pH 5~9,探针的荧光信号为"Off" ；pH 10~12,探针的荧 光信号为"On" ；pH >13,探针的荧光信号为"Off"。 所述的是：（1)荧光光谱法检测，在pH 2.2~ 4.6、pH 10.0~11.4、pH 11.4~12.2范围，探针的荧光强度与溶液pH值呈正比，相关系数分别 为0.9951，0.9995，0.9891;(2)探针紫外-可见吸收光谱检测，在pH 2.2~4.6、5.0~10.0范 围，吸光度与溶液pH值呈正比，相关系数分别为0.9923，0.9847。 所述的是用乙腈和缓冲溶液配制探针溶液 的方法为：（1)用乙腈溶解探针试剂，配成探针浓度1〇〇μΜ的乙腈溶液，再用浓度为50mM的三 羟甲基氨基甲烷Tris和50mM的HC1溶液，用pH计调节，配成pH=2~9的不同pH值的缓冲溶液， 最后取浓度为1〇〇μΜ的探针乙腈溶液lmL，加 Tris-HCl缓冲溶液4mL，用乙腈溶液稀释至 10mL，使乙腈与Tris-HCl体积比为3:2,配制成pH=2~9的不同pH值的探针溶液；（2)用乙腈溶 解探针试剂，配成探针浓度1〇〇μΜ的乙腈溶液，再用浓度为50mM的4-羟乙基哌嗪乙磺酸 HEPES和50mM的NaOH溶液，用pH计调节，配成pH=10~12 · 4的不同pH值的缓冲溶液，最后取浓 度为100μΜ的探针乙腈溶液lmL，加 HEPES-NaOH缓冲溶液4mL，用乙腈溶液稀释至1 OmL，使乙 腈与HEPES-NaOH体积比为3:2，配制成pH=10~12.4的不同pH值的探针溶液。 所述的是探针荧光或紫外-可见光谱法定量 检测pH时，当一定浓度的共存离子、分子包括Na 2+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Hg2+，Zn 2+，Al3+，Ni2+， Pb2+，Fe3+，Ag+，Cu2+，赖氨酸，半胱氨酸，谷氨酸，色氨酸，精氨酸，酪氨酸，牛血清蛋白，果糖， 牛血红蛋白分别存在时，对pH的测定干扰误差小于5%。 所述的是探针的荧光或吸收光谱随pH可逆 变化:从pH=2到pH=7，反复循环变化，光谱和强度不变;从pH 7到pH 11.4，反复循环变化，光 谱和强度不变;从pH=l 1.4到pH=l 2.4，反复循环变化，光谱和强度不变;探针在不同pH值下 的焚光强度的稳定时间大于20 min。 所述的是样品溶液pH的测定方法为：用探针 乙腈溶液和样品溶液配制成样品探针溶液，按下列方法测定：（1)样品探针溶液在pH=2~5， 以440nm为激发波长，发射550nm的荧光；在pH=10~12.4，以440nm为激发波长，发射580nm波 长的荧光，根据荧光强度，可在工作曲线上查出样品pH值，如果在550nm或580nm无荧光，说 明样品pH值不在2~5或10~12.4范围；（2)用紫外-可见吸收光谱定量检测溶液pH，样品探针 溶液在pH=2~5，在430nm与360nm有吸收峰，测定430nm处吸光度值，可在工作曲线上查出样 品pH;样品探针溶液在pH=5~10，在430nm与360nm有吸收峰，测定360nm处吸光度值，可在工 作曲线上查出样品pH;如果在430nm与360nmw无吸收峰，说明样品pH不在此范围；（3)目视法 定性，半定量检测样品溶液pH:样品探针溶液在365nm紫外灯下pH 2~5范围，溶液颜色随pH 值增大由黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色;在pH 10~13范围，探针溶液颜色随pH值增大由 浅橙色逐渐变为橙色，再逐渐变为橙红色，可根据溶液颜色估计溶液pH值，同样根据目视观 察溶液的颜色，也可估计溶液的pH值；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光开关型测定溶液pH的探针方法，其特征是以化合物(E)‑2‑(2,4‑二羟基苯基)乙烯基‑8‑羟基喹啉作为pH探针试剂，简称探针，其结构式为：检测方法是用探针乙腈溶液和不同pH值的缓冲溶液配制成探针溶液，按下列方法测定：（1）荧光光谱定量检测溶液pH：探针在pH 2~5范围，以440nm为激发波长，发射550nm的荧光，强度与pH线性相关；探针在pH 10~12.4范围，以440nm为激发波长，发射580nm波长的荧光，强度与pH线性相关；（2）紫外‑可见吸收光谱定量检测溶液pH：在pH 2~5，探针溶液在430nm与360nm处形成比率吸收，430nm波长处的吸光度与pH线性相关；在pH 5~10，探针溶液在430nm与360nm处形成比率吸收，360nm波长处的吸光度与pH线性相关；（3）目视法定性、半定量检测溶液pH，365nm紫外灯下：探针在pH 2~5范围，溶液颜色随pH值增大由黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10~13范围，探针溶液颜色随pH值增大由浅橙色逐渐变为橙色，再逐渐变为橙红色；日光下：在pH 2~5范围，探针溶液颜色随pH值增大由黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10~13范围，探针溶液颜色随pH值增大由浅橙色逐渐变为橙红色，再逐渐变为浅橙红色；（4）探针测试滤纸用于定性、半定量检测溶液pH，365nm紫外灯下：探针在pH 2~5范围，测试滤纸颜色从黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10~13范围，测试滤纸颜色从浅橙色逐渐变为橙红色，再逐渐变为浅橙色；在日光下：pH 2~5范围，测试滤纸颜色从黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10 ~13范围，测试滤纸颜色从浅橙色逐渐变为橙红色，再逐渐变为浅橙色；（5）作为检测溶液pH的荧光探针，具有多级光开（On）关（Off）效应：pH 2~4，探针的荧光信号为“On”；pH 5~9，探针的荧光信号为“Off”；pH 10~12，探针的荧光信号为“On”；pH ＞13，探针的荧光信号为“Off”。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾晞，朱勤，牟兰，吴玉田，曾莉，冉琴，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52