一种水溶液中铜离子和铁离子的识别方法技术

本发明专利技术公开了一种水溶液中铜离子和铁离子的识别方法，以囊泡A作为荧光探针，将囊泡A溶于待测水溶液中得混合液，利用紫外光照射混合液，观察混合液荧光变化即可；所述囊泡A的分子结构式如图1所示。本发明专利技术具有检测更加快速、灵敏，操作更加简单，成本更低的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶液中铜离子和铁离子的识别方法
本专利技术涉及一种铜离子和铁离子的识别方法，特别是一种水溶液中铜离子和铁离子的识别方法。
技术介绍
目前，越来越多的重金属被用于我们生活的方方面面，大多数的重金属离子都具有以下共性：高毒性、持久性、不被降解性等。这些重金属离子进入环境将可能引进严重的环境污染问题。因此，检测和去除这些重金属离子意义重大。铁和铜是最早被人类利用的几种重金属，目前也正在被大量地应用于设备、武器、电镀等工业领域，是环境中最常见的两种重金属污染物。亚铁离子对眼睛、皮肤和粘膜有刺激性，误服可引起虚弱、腹痛、恶心、便血、肺及肝损伤、休克、昏迷等，严重者可致死。铜中毒会导致上腹痛、恶心呕吐或腹泻，重者可出现胃肠黏膜溃疡、溶血、肝坏死、肾损伤，甚至发生低血压、休克而死。聚合物囊泡由两亲性嵌段共聚物有序聚集而成，典型的聚合物囊泡是由封闭的双层膜及双层膜包裹的亲水核组成的球形或椭球形结构。形成聚合物囊泡的嵌段共聚物种类繁多，主要为合成的两亲性高分子化合物，其具有适宜的两亲性，以聚集成单层聚合物囊泡。现目前的聚合物囊泡主要用于包载药物：如亲水性化学药物、酶、蛋白及多肽、DNA或RNA等均可以溶解于其亲水核中，而疏水性药物则可以被增溶在双层膜疏水内核中。近年来，多种刺激敏感性材料的出现，赋予了聚合物囊泡多种刺激敏感性，使得其在药物的释放方面更加可控。聚合物囊泡作为药物载体，能够避免药物遭受体内pH及酶环境的破坏，延长药物在体内的滞留时间，从而达到长效的目的，在医药领域显示出巨大的应用潜力。但是，聚合物囊泡在水溶液中金属离子的识别方面的应用未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种水溶液中铜离子和铁离子的识别方法。本专利技术具有检测更加快速、灵敏，操作更加简单，成本更低的特点。本专利技术的技术方案：一种水溶液中铜离子和铁离子的识别方法，以囊泡A作为荧光探针，将囊泡A溶于待测水溶液中得混合液，利用紫外光照射混合液，观察混合液荧光变化即可；所述囊泡A的分子结构式如附图1所示。前述的水溶液中铜离子和铁离子的识别方法，具体步骤如下：1)将囊泡A溶于水，得试剂溶液，利用紫外光照射试剂溶液并观察试剂溶液发出的荧光的颜色；2)将待测水溶液与试剂溶液混合，得混合溶液，利用与步骤1)相同波长的紫外光照射试剂溶液并观察试剂溶液发出的荧光的颜色，并将该颜色与步骤1)观察到的颜色作对比，得出水溶液中是否含有铜离子或铁离子。前述的水溶液中铜离子和铁离子的识别方法，所述试剂溶液的浓度为1×10-4mol/L。前述的水溶液中铜离子和铁离子的识别方法，所述紫外光的波长为365nm，紫外光照射试剂溶液时，试剂溶液发出的荧光的颜色为黄色；步骤2)中混合溶液在365nm的紫外光照射下呈现蓝色荧光时，说明待测水溶液中存在铁离子；步骤2)中混合溶液在365nm的紫外光照射下荧光猝灭时，说明待测水溶液中存在铜离子。本专利技术的有益效果1、本专利技术的方法是通过采用上述结构的囊泡作为荧光探针，通过与铁离子结合形成络合物，从而改变囊泡的荧光特性，从而改变其在紫外光线下的荧光颜色，通过直观的颜色观察来判断是否含有铁离子，检测快速且灵敏；而在识别铜离子时，铜离子导致囊泡结构分解，从而使囊泡的荧光猝灭，与荧光测定相比，铜离子识别时的荧光猝灭具有更快的检测速度和更高的灵敏度。2、本专利技术的方法可直观的通过紫外光的照射，用肉眼观察荧光的颜色的变化即可进行识别，操作更加简单，并且试剂易得，需要的辅助器材少，成本更低。为进一步说明本专利技术的特性，专利技术人做了如下实验：1、对囊泡和荧光物质简单混合的溶液进行检测将囊泡A溶解于水中形成1×10-4mol/L的水溶液，囊泡A在水中自组装成聚合物荧光囊泡分子。然后向其中加入另一荧光物质搅拌均匀，制得样品溶液，利用375nm的激发波长对该溶液进行荧光激发，并检测激发的荧光的最大发射波长。当未滴入金属铜离子时，激发的荧光谱线为复合光波长。当滴入金属铜离子后，囊泡A与金属铜离子发生作用，激发的荧光谱线533nm波长处吸收强度发生减弱现象(即囊泡的荧光被猝灭)，而另一荧光物质的特征最大发射波长不发生明显变化。2、对包裹了荧光物质的囊泡溶液进行检测将囊泡A溶解于一定量水中，再与溶解有荧光物质的四氢呋喃溶液混合，自然挥发掉四氢呋喃形成1×10-4mol/L的水溶液，则囊泡A在水中自组装形成包裹了荧光物质的聚合物荧光囊泡分子。利用375nm的激发波长对该溶液进行荧光激发，并检测激发的荧光的最大发射波长。当未滴入金属铜离子时，激发的荧光谱线为复合光波长。当滴入金属铜离子后，囊泡A与金属铜离子发生作用，激发的荧光谱线533nm波长处吸收强度发生减弱现象(即囊泡A的荧光被猝灭)，而另一荧光物质的特征最大发射波长吸收强度发生明显变化，即随着铜离子的滴入其吸收强度逐渐增大。3、对铁离子的响应水溶液中对铁离子的响应作用，当未加入待检测样金属铁离子溶液时，囊泡A溶液在紫外灯365nm波长照射下为黄色荧光(533nm)。当加入待检测样金属铁离子溶液后，随着囊泡A与金属铁离子发生络合作用，溶液荧光从黄色逐渐蓝移到蓝色荧光(452nm)。通过该囊泡A在紫外灯365nm照射下的荧光颜色，即可以通过肉眼观察囊泡与铁离子的作用过程。附图说明图1为本专利技术囊泡A的化学结构式；图2为本专利技术囊泡A透射电子显微镜(TEM)图像；图3为囊泡A与不同金属离子作用的荧光光谱图；图4为囊泡A溶液中滴加铜离子的荧光光谱图；图5为囊泡A和荧光化合物芘简单混合溶液中滴加铜离子的荧光光谱图；图6为囊泡A空腔中包裹了荧光化合物芘的囊泡溶液中滴加铜离子的荧光光谱图；图7为囊泡A在1倍铁离子诱导下分解的时间变化荧光光谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。本专利技术的实施例实施例1：囊泡A的合成步骤如下：(1)以三乙二醇单甲醚、对甲苯磺酰氯、二氯甲烷原料溶解在烧瓶中，冰浴搅拌下滴加氢氧化钠溶液(溶液pH＝12)，于常温下搅拌过夜，用水洗滤，下层有机相用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发溶剂得亮黄色油状物，加入稀氢氧化钠溶液搅拌过夜，分液，水层用二氯甲烷洗两次，合并有机相，用水洗3次，再用饱和氯化钠溶液洗两次，用无水硫酸钠干燥，分液旋转蒸发溶剂得亮黄色油状物Me-TEG-Ts；(2)以Me-TEG-Ts、没食子酸甲酯、碘化钾、碳酸钾、无水N，N-二甲基甲酰胺原料在80℃下反应60小时，旋转蒸发溶剂，用二氯甲烷洗涤固体三次，洗涤液用饱和碳酸氢钠溶液洗三次，再用饱和食盐水洗三次，旋转蒸发有机溶剂得一油状液，用二氯甲烷/甲醇(30:1,v/v)混合液过柱得化合物A；(3)以水合肼、化合物A、乙醇原料在70℃下反应3天，旋转蒸发浓缩后用二氯甲烷萃取。二氯甲烷萃取液用水洗三次，再用饱和食盐水洗三次，有机相用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发溶剂得油状液化合物B；(4)以化合物B、芘甲醛、四氢呋喃、乙醇原料在90℃下反应36小时，加入乙醚沉淀，离心，用二氯甲烷溶解沉淀后加入乙醚产生沉淀，离心，重复三次得到聚合物囊泡A单体化合物。实施例2：一种识别水溶液中铜离子的方法，步骤如下：1)将囊泡A溶于水，配制成浓度为1×10-4mol/L的试剂溶液，利用365nm的紫外光照射试剂溶液并观察试剂溶液发出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶液中铜离子和铁离子的识别方法，其特征在于：以囊泡A作为荧光探针，将囊泡A溶于待测水溶液中得混合液，利用紫外光照射混合液，观察混合液荧光变化即可；所述囊泡A的分子结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种水溶液中铜离子和铁离子的识别方法，其特征在于：以囊泡A作为荧光探针，将囊泡A溶于待测水溶液中得混合液，利用紫外光照射混合液，观察混合液荧光变化即可；所述囊泡A的分子结构式如下：2.根据权利要求1所述的水溶液中铜离子和铁离子的识别方法，其特征在于，具体步骤如下：1)将囊泡A溶于水，得试剂溶液，利用紫外光照射试剂溶液并观察试剂溶液发出的荧光的颜色；2)将待测水溶液与试剂溶液混合，得混合溶液，利用与步骤1)相同波长的紫外光照射试剂溶液并观察试剂溶液发出的荧光的颜色，并将该颜色与步骤1)观...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜，曹世仙，郑子麒，周桂林，倪新龙，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52