本发明专利技术公开了2,3‑二氨基吩嗪盐作为传感器在纯水中识别氰根离子的应用，当在2,3‑二氨基吩嗪盐的水溶液中，分别加入F‑，CN‑，Cl‑，Br‑，I‑，AcO‑，H2PO4‑，HSO4‑，ClO4‑，SCN‑，只有CN‑的加入可以溶液的荧光强度明显增强，并发出亮黄色荧光；也只有加入CN‑能使主体溶液迅速由橘红色变为亮黄色。滴定实验表明，2,3‑二氨基吩嗪盐对CN‑荧光响应的最低检测限为7.54×10‑9M，对CN‑紫外响应的最低检测限为6.62×10−6M。因此，2,3‑二氨基吩嗪盐高选择、高灵敏实现CN‑的裸眼识别和荧光识别，并且该识别不受其它共存离子的干扰。
Application of 2,3- two amino phenazine salt as sensor in identifying cyanide ion in pure water
The present invention discloses the application of 2,3_diaminophenazine salt as a sensor to identify cyanide ion in pure water. When adding F_, CN_, Cl_, Br_, I_, AcO_, H2PO4_, HSO4_, ClO4, SCN, only CN_into the aqueous solution, the fluorescence intensity of the solution is obvious. Enhance and emit bright yellow fluorescence; only adding CN_can make the main solution from orange to bright yellow rapidly. Titration experiments show that the minimum detection limit of 2,3_diaminophenazine salt for the fluorescence response of CN is 7.54 10_9M, and the minimum detection limit for the ultraviolet response of CN is 6.62 10_6M. Therefore, 2,3_diaminophenazine salts are highly selective and sensitive to realize the naked eye recognition and fluorescence recognition of CN_without interference from other coexisting ions.
【技术实现步骤摘要】
2,3-二氨基吩嗪盐作为传感器在纯水中识别氰根离子的应用
本专利技术涉及涉及2,3-二氨基吩嗪盐作为传感器在纯水相中单一选择性裸眼、荧光识别氰根离子的应用，属于离子检测领域。
技术介绍
氢氰酸和氰化物都具有剧毒，而且中毒速度非常快。它们可以通过多种途径进入人体，比如经过皮肤的吸收、侵入伤口、呼吸道吸入、误食等等，而水质和环境中的污染更使人和其他生物体无法防范。氰化物进入胃内，在胃酸的解离下，能立即水解为氢氰酸而被吸收。该物质进入血液循环后，血液中的细胞色素氧化酶中的Fe3＋与CN-结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶，丧失传递电子的能力，使呼吸链中断，细胞窒息死亡。由于氰化物在类脂中的溶解度比较大，所以中枢神经系统首先受到危害，尤其是呼吸中枢更为敏感。呼吸衰竭乃是氰化急性中毒致死的主要原因。氰化物的毒性主要其在体内释放的氰根离子引起的。因此，氰根离子的检测在生命科学和环境监测等领域有着重要的意义。虽然人们已经提出了多种检测CN-的方法，但是其中许多方法需要昂贵的仪器和复杂的操作，严重限制了这些方法的应用。近年来，在离子检测领域，荧光法由于操作简便、仪器易得等原因而成为研究的热点。到目前为止，很多氰根离子荧光传感器已经被报道，但大多传感器不能达到在纯水相溶液中的快速灵敏的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供2,3-二氨基吩嗪盐作为传感器在纯水相中检测氰根离子的应用。（一）2,3-二氨基吩嗪盐2,3-二氨基吩嗪盐，标记为Q1，结构式为：2,3-二氨基吩嗪盐Q1的合成：在无水乙醇中，2,3-二氨基吩嗪与盐酸以1:2的摩尔比，在室温搅拌反应30~35分钟，反应结束后用旋转蒸发仪旋干即得。其反应式如下：图1为荧光传感器Q1的部分核磁氢谱图，图2为荧光传感器Q1的部分的质谱图。（二）2,3-二氨基吩嗪盐作为传感器识别CN-1、荧光识别CN-将Q1在25ml的试管中配置2×10-4mol/L的Q1水溶液（蒸馏水），之后将其用移液管移0.5ml放置到10ml的比色管中，用蒸馏水定容至5ml刻度（此时主体溶液浓度2×10-5mol/L），放置备用。配置1×10-2mol/L的CN-溶液（用NaCN配置），用移液管取比色管中的Q1稀释溶液0.5ml，CN-溶液0.5ml，用蒸馏水稀释定容至5ml，摇晃使其反应均匀后将其溶液倒入石英比色皿中，进行荧光扫描。并用相同的方法扫描加入F-，Cl-，Br-，I-，AcO-，H2PO4-，HSO4-，ClO4-，SCN-的溶液。图3为Q1-CN-的部分质谱图。由图3可以看出，Q1与CN-离子是以1:2的络合比进行络合的。Q1的相对分子质量为212.10（图2），加入CN-后，Q1-CN-的相对分子质量为264.14，增加了2倍的CN-离子。反应后的结构式如下：。图4为Q1与CN-以0.1当量、0.5当量、1当量比滴加的部分核磁滴定氢谱图。结果表明，传感器分子Q1在加入0.1~0.5当量的CN-后H质子峰均向低场移动，当滴加到1.0当量时，H质子峰不再变化，这说明Q1与CN-是通过氢键结合的，从而导致H质子向低场移动，荧光增强。图5为Q1、Q1-CN-以及在Q1加入其他的阴离子的荧光光谱(λex=410nm)。由图5可以看出，荧光传感器Q1本身没有很强的荧光发射性能，但在Q1中加入CN-后的Q1-CN-有较强的荧光强度。当激发波长为410nm时，Q1-CN-发出亮黄色荧光（发射波长555nm）。而且，只有CN-离子的加入，使Q1的荧光强度达到最大（能够达到680a.u附近），而其他阴离子的加入后，其荧光强度与主体的荧光强度大体相同（<100a.u）。因此，该荧光传感器Q1能够作为识别CN-的荧光传感器。荧光滴定实验：用同样的方法在0-0.02当量的CN-对Q1做荧光滴定，检测主体在不同浓度CN-下的荧光光谱特性（图6）。结果发现，随着溶液中CN-的浓度增加荧光强度增加，在554nm处荧光强度有明显的增加之后再滴加强度便不再变化，同时，我们根据荧光滴定曲线做出了波长为554nm的散点图（图7），并根据此散点图用3σ/m法做出了荧光拟合曲线（图8），并且计算出了受体分子Q1对CN-荧光响应的最低检测限为7.54×10-9M。抗干扰实验：取9只10ml的比色管，在其中都加入配置好的2×10-5mol/L主体溶液0.5ml，CN-溶液0.5ml，用蒸馏水稀释定容到4.75ml，之后再分别向这9只比色管中加入F-，Cl-，Br-，I-，AcO-，H2PO4-，HSO4-，ClO4-，SCN-这9种阴离子各0.25ml，摇匀后倒入石英比色皿中，扫描其紫外并绘制其荧光抗干扰柱状图（图9）。从柱状图可以看出，荧光传感器对CN-的选择性较高，其他阴离子对其没有干扰。2、紫外识别CN-将Q1在25ml的试管中配置2×10-4mol/L的Q1水溶液（蒸馏水），之后将其用移液管移0.5ml放置到10ml的比色管中，用蒸馏水定容至5ml刻度（此时主体溶液浓度2×10-5mol/L），放置备用。配置1×10-2mol/L的CN-溶液（用NaCN配置），用移液管取比色管中的Q1稀释溶液0.5ml，CN-溶液0.5ml，用蒸馏水稀释定容至5ml，摇晃使其反应均匀后将其溶液倒入石英比色皿中，扫描其紫外，并用相同的方法扫描加入F-，Cl-，Br-，I-，AcO-，H2PO4-，HSO4-，ClO4-，SCN-的溶液。图10为Q1、Q1-CN-以及在Q1加入其他的阴离子的紫外光谱。由图10发现，其他阴离子的紫外吸收峰都与主体的峰大体相同（450nm左右），只有AcO-和CN-离子的紫外吸收峰发生了蓝移，其中AcO-的紫外吸收峰从450nm蓝移到440nm，CN-离子的紫外吸收峰从450nm蓝移到410nm，从中可以看出，加入CN-后的紫外吸收峰变化比较明显。同时，肉眼可明显观察到：只由在Q1水溶液中加入氰根离子后，该溶液迅速由橘红色变为亮黄色（＜5秒），能够达到很好的裸眼识别效果。紫外滴定实验：取2.5ml的2×10-5mol/L主体溶液至石英比色皿中，用蒸馏水配置1mol/L的CN-溶液，我们用0-0.02当量的CN-对Q1做紫外滴定，检测主体在不同浓度CN-下的光谱特性（图11）。结果发现，随着溶液中CN-的浓度增加，在418nm处紫外吸收峰发生了明显的蓝移现象之后再滴加曲线不再发生变化。同时，我们根据紫外滴定曲线做出了波长为448nm的散点图（图11），并根据此散点图用3σ/m法做出了紫外拟合曲线（图13），并且计算出了受体分子Q1对CN-紫外响应的最低检测限为6.62×10−6M。紫外抗干扰实验：取9只10ml的比色管，在其中都加入配置好的2×10-5mol/L主体溶液0.5ml，CN-溶液0.5ml，用蒸馏水稀释定容到4.75ml，之后再分别向这9只比色管中加入F-，Cl-，Br-，I-，AcO-，H2PO4-，HSO4-，ClO4-，SCN-这9种阴离子各0.25ml，摇匀后倒入石英比色皿中，扫描其紫外并绘制其紫外抗干扰柱状图（见图14）。从柱状图可以看出，传感器对CN-的选择性较高，且其他阴离子对其没有干扰。通过上述对CN-离子的紫外、荧光的滴定实验和最低检测线的计算可以充分的证明，该荧光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.2,3‑二氨基吩嗪盐作为传感器在纯水中识别氰根离子的应用，其特征在于：所述2,3‑二氨基吩嗪盐的结构式为：
【技术特征摘要】
1.2,3-二氨基吩嗪盐作为传感器在纯水中识别氰根离子的应用，其特征在于：所述2,3-二氨基吩嗪盐的结构式为：。2.如权利要求1所述2,3-二氨基吩嗪盐作为传感器在纯水中识别氰根离子的应用，其特征在于：在2,3-二氨基吩嗪盐的水溶液中，分别加入F-，CN-，Cl-，Br-，I-，AcO-，H2PO4-，HSO4-，ClO4-，SCN-，只有CN-的加入可以溶液的荧光打开并，发出亮黄色荧光。3.如权利要求1所述2,3-二氨基吩嗪盐作为传感器在纯水中识别氰根离子的应用，其特征在于：在2,3-二氨基吩嗪盐的水溶液中，分别加入F-，C...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏太保，雍碧蓉，曲文娟，林奇，张有明，姚虹，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。