具有含硫的离子载体的化学传感器制造技术

本公开提供用于水中的铅离子检测的化学传感器，其包括布置在光电转换器中的传感器层，所述传感器层包含至少一种具有至少一个含硫的离子载体部分和荧光团部分的化合物。其还提供检测水样中的铅离子的方法(100)，所述方法包括i)提供用于水中的铅离子检测的化学传感器，其包括布置在光电转换器中的传感器层，所述传感器层包含具有至少一个含硫的离子载体部分和荧光团部分的化合物(105)；ii)测量由所述传感器层发射的荧光信号(115)；和iii)将所述荧光信号归结于水中的铅离子浓度(120)。其还提供如上文定义的化学传感器用于水中的铅离子检测的用途。铅离子检测的用途。铅离子检测的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】nm/40 nm处，3是指有色玻璃滤光片，其任选具有长通，任选从530 nm向前，4是指光学分析器，其任选为光电二极管，5是指微处理器，6是指软件接口。
[0010]图3显示代表基于钠离子的化学传感的样品荧光激发（左侧）和发射峰（右侧）的曲线图。在现有技术中通常遇到该曲线图。该图上的标记分别编号为1和2，其中1是指“荧光强度”，2是指“波长(nm)”。
[0011]图4是描述方法100的各个方法步骤的工艺流程图，其定义如下：在步骤105中，提供用于水中的铅离子检测的化学传感器，其包括布置在光电转换器中的传感器层，所述传感器层包含至少一种具有至少一个含硫的离子载体部分和荧光团部分的化合物。在步骤115中，测量由传感器层发射的荧光信号。在步骤120中，将荧光信号归结于水中的铅离子浓度。
[0012]图5显示在水中的铅离子检测的过程中使用具有至少一个硫离子载体部分和萘二甲酰亚胺荧光团部分的化合物的发射荧光光谱。该图上的编号为1和2的标记是指1：“荧光强度，a.u.”和2：“波长，nm”。在插图中，图上的编号为3和4的标记是指1：“强度”和4：“浓度”。字母a、b、c、d、e和f是指浓度差，其中“a”是指最低曲线，而最高浓度“f”是指最高曲线。
[0013]图6显示图解具有至少一个含硫的离子载体部分和萘二甲酰亚胺荧光团部分的化合物在10ug/L铅离子水溶液的检测过程中的pH不敏感性的曲线图。该图上的编号为1和2的标记是指1：“荧光强度，a.u.”和2：“波长，nm”。由于曲线基本重叠，可以得出结论，荧光强度不依赖于pH值。
[0014]详述目前提供的化学传感器的改进可能来源于离子载体部分的选择。大多数现有技术涉及利用氮基和氧基离子载体部分的组合形成金属螯合环结构的化学传感器技术。现有技术在光致电子转移（PET）和与金属离子的配位中都利用富电子氮。在本文中提议利用具有硫基离子载体部分的传感器分子代替氮。这是因为硫基离子载体部分对铅离子的结合亲和力更高。此外，它们还对与铅离子螯合具有特异性。最后，不同于氮，硫基离子载体部分不参与pH滴定反应，这使得传感器层对可能来自水样的pH变化不敏感。
[0015]相应地，在一个方面，提供了用于水中的铅离子检测的化学传感器，其包含括布置在光电转换器中的传感器层，所述传感器层包含至少一种具有至少一个含硫的离子载体部分和荧光团部分的化合物。
[0016]根据各种实施方案，所述至少一个含硫的离子载体部分可包含选自硫脲、硫代酰胺、硫醚、噻吩、噻唑、硫代吗啉、
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NH
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C(S)
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NH
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NH2及其组合的官能团。
[0017]根据各种实施方案，所述至少一个含硫的离子载体部分可具有对用作受体位点的铅离子的高结合效率。因此，所述至少一个含硫的离子载体部分可选自、、,、 、、
、、、、、、及其组合。
[0018]根据各种实施方案，所述至少一种具有至少一个含硫的离子载体部分和荧光团部分的化合物是下式(I)的化合物(I)，其中：R1包含选自硫脲、硫代酰胺、硫醚、噻吩、噻唑、硫代吗啉、
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NH
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C(S)
‑
NH
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NH2及其组合的官能团；R2选自氢、未取代的直链或支化C1‑
C
20
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烷基和R1；和R3是氢或有机部分。
[0019]在各种实施方案中，R1可以是仲胺，其中氮原子可类似于与任何一个上述含硫的离子载体部分的接触点。或者，R1可以是叔胺，其中氮原子可类似于与（独立选择的）任何两个上述含硫的离子载体部分的接触点。
[0020]在各种实施方案中，R2可被定义为R1，其中要理解的是，在每种情况下R1独立地选自上述实施方案。换言之，当R2是R1时，在荧光团部分上的这两个R1侧基都可代表独立地选自如上文详述的与R1相关的实施方案的离子载体。
[0021]关于R3，本文所用的术语“有机部分”是指含碳部分。这些部分可以是直链或支化、取代或未取代的，并衍生自烃，通常通过一个或多个碳原子被其它原子，如氧、氮、硫、磷或含有氧、氮、硫、磷的官能团取代。合适的基团和部分是本领域技术人员公知的或可通过常规实验容易地确认。
[0022]在一个优选实施方案中，有机部分可以是直链或支化、取代或未取代的具有1至x个碳原子的烷基；直链或支化、取代或未取代的具有2至x个碳原子的烯基；直链或支化、取代或未取代的具有2至x个碳原子的炔基；直链或支化、取代或未取代的具有1至x个碳原子的烷氧基；取代或未取代的具有3至x个碳原子的环烷基；取代或未取代的具有3至x个碳原子的环烯基；取代或未取代的具有6至x个碳原子的芳基；和取代或未取代的具有3至x个碳原子的杂芳基；其中x是2或更大的任何整数。
[0023]在本公开的另一个实施方案中，有机部分可以是直链或支化、取代或未取代的具有1至10个碳原子的烷基；直链或支化、取代或未取代的具有3至10个碳原子的烯基；直链或支化、取代或未取代的具有1至10个碳原子的烷氧基；取代或未取代的具有5至10个碳原子的环烷基；取代或未取代的具有5至10个碳原子的环烯基；取代或未取代的具有5至10个碳原子的芳基；和取代或未取代的具有5至10个碳原子的杂芳基。
[0024]有机部分也可以是任何上述基团的组合，包括但不限于烷基芳基、芳基烷基、烷基杂芳基等，仅举几例，所有这些都可以是取代或未取代的。
[0025]本文关于上述部分使用的术语“取代”是指非氢的取代基。这样的取代优选选自选自卤素、
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OH、
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OOH、
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NH2、
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NO2、
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ONO2、
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CHO、
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CN、
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CNOH、
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COOH、
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SH、
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OSH、
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CSSH、
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SCN、
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SO2OH、
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CONH2、
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NH
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NH2、
‑
NC、
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CSH
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OR、
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NRR'、
‑
NR、
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C(O)R、
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C(O)OR、
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(CO)NRR'、
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NR'C(O)R、
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OC(O)R、具有5至10个碳原子的芳基、具有3至10个碳原子的环烷基（环烯基）、3
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至8
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元杂环烷基（杂环烯基）和5
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至10
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元杂芳基，其中R和R'独立地选自氢、具有1至10个碳原子的烷基、具有2至10个碳原子的烯基、具有2至10个碳原子的炔基、具有5至10个碳原子的芳基、具有3至10个碳原子的环烷基（环烯基）、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于水中的铅离子检测的化学传感器，其包括布置在光电转换器中的传感器层，所述传感器层包含至少一种具有至少一个含硫的离子载体部分和荧光团部分的化合物。2.权利要求1的化学传感器，其中所述至少一个含硫的离子载体部分包含选自硫脲、硫代酰胺、硫醚、噻吩、噻唑、硫代吗啉、
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NH
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C(S)
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NH
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NH2及其组合的官能团。3.权利要求1或2的化学传感器，其中所述至少一个含硫的离子载体部分选自、、、 、、、、 、、、、、、及其组合。4.权利要求1或2的化学传感器，其中所述至少一种具有至少一个含硫的离子载体部分和荧光团部分的化合物是下式(I)的化合物
(I)，其中：R1包含选自硫脲、硫代酰胺、硫醚、噻吩、噻唑、硫代吗啉、
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NH
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C(S)
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NH
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NH2及其组合的官能团；R2选自氢、未取代的直链或支化C1‑
C
20
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烷基和R1；和R3是氢或有机部分。5.权利要求1、2或4的化学传感器，其中所述至少一种具有至少一个含硫的离子载体部分和荧光团部分的化合物是下式(II)、(III)或(IV)之一的化合物(II)、(III)、
(IV)，其中R3是氢或有机部分.5.权利要求1或2的化学传感器，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：