一种荧光化合物、其在测量溶液pH值中的应用及pH检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种荧光化合物、其在测量溶液pH值中的应用及pH检测装置，荧光化合物的化学结构式为该化合物具有pH响应机制，可通过检测该化合物的溶液荧光强度值计算溶液的pH，实现溶液pH检测的微量化分析，具有微量化、检测pH范围广和灵敏度高的优点。检测pH范围广和灵敏度高的优点。检测pH范围广和灵敏度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光化合物、其在测量溶液pH值中的应用及pH检测装置


[0001]本专利技术涉及荧光化合物领域，具体涉及一种pH敏感的荧光化合物及其在测量溶液pH值的应用和pH检测装置。

技术介绍

[0002]pH值是反应溶液酸碱度的一个重要的指标，这一指标被广泛应用于人们的生产和生活。在工业生产中，无论是在水处理工艺过程，还是在电厂的工艺装置里面都有很多应用。此外，医药药品pH值、土壤pH值、食品pH值的测定在医药、农业和食品检测领域具有重要价值。因此，快速，精准检测溶液的pH值意义重大。目前，检测溶液pH值的方法主要是pH计，这种方法需要电极直接与溶液接触，需要的溶液量比较大。因此，需要可以无接触就可以检测微量溶液pH值的方法。
[0003]荧光分析法作为一种重要的微量分析技术，具有选择性强、响应时间短、灵敏度高、操作简单等优点，利用荧光化合物测定溶液pH值是一种微量分析溶液pH值的途径。目前pH值响应的荧光化合物主要是通过荧光强度的变化，定性研究pH值相对强弱，检测范围一般在2.0
‑
7.0之间。能检测碱性环境pH值，并量化pH值的探针较少。因此，需要一种pH值检测范围比较大的荧光探针。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种利用pH响应机制测量溶液的pH值的化合物，还提供所述化合物在测量溶液pH的应用，及基于该应用的pH检测装置。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种荧光化合物,它的化学结构式为
[0007][0008]一种所述化合物在测量溶液pH的应用，将所述荧光化合物加入到待测溶液中，检测待测溶液的荧光强度I
F
，然后按照方程log[(6242
‑
I
F
)/(I
F
‑
773.6)]＝pH
‑
5.45来计算溶液的pH。该化合物具有pH响应机制，可通过检测该化合物的溶液荧光强度值计算溶液的pH，实现溶液pH检测的微量化分析。对于强氧化性溶液，如浓硫酸、高锰酸钾等可与所述化合物反应,氧化破坏化合物结构，因此，本专利技术的荧光化合物不适用检测强氧化性溶液的pH值。
[0009]作为技术方案的进一步改进，所述溶液的pH范围是3.0
‑
10.0，在该范围内检测溶液pH偏差更小。
[0010]作为技术方案的进一步改进，所述化合物具有高灵敏度，检测溶液pH时，所述化合物在溶液中的浓度为5
‑
15μM。
[0011]作为技术方案的进一步改进，所述化合物在溶液中的浓度为10μM。
[0012]本专利技术还提供一种基于上述应用的pH检测装置，包括控制器、辐射光源、原子化器、检测器、显示器和记录仪，所述控制器包括有存储器和处理器，其特征在于，所述存储器包括有计算程序，所述计算程序被处理器执行时能够实现以下步骤：将溶液的荧光强度I
F
带入方程log[(6242
‑
I
F
)/(I
F
‑
773.6)]＝pH
‑
5.45中计算得到溶液的pH值。控制器、辐射光源、原子化器、检测器、显示器和记录仪为现有荧光光谱仪的构成，具体实施时，可在已有荧光光谱仪的存储器中加入该计算程序，原有的荧光光谱仪通过计算程序的增加，在待测溶液中添加荧光化合物，基于荧光化合物的pH响应机制来测定溶液的pH。
[0013]本专利技术还提供一种基于上述应用的pH检测装置，包括荧光光谱仪和与所述荧光光谱仪电连接的外设控制器，所述外设控制器包括存储器和处理器，所述荧光光谱仪用于测定溶液的荧光强度I
F
并将荧光强度I
F
传递给所述外设控制器；所述存储器包括有计算程序，所述计算程序被所述处理器执行时能够实现以下步骤：将溶液的荧光强度I
F
带入方程log[(6242
‑
I
F
)/(I
F
‑
773.6)]＝pH
‑
5.45中计算得到溶液的pH值。本技术方案是在原有荧光光谱仪的基础上增加一个控制器，在待测溶液中添加荧光化合物，然后基于荧光化合物的pH响应机制来测定溶液的pH。
[0014]一种所述荧光化合物EL的制备方法，其反应路线为反应物1的取代基X为卤素。
[0015]作为技术方案的进一步改进，为了提高反应的易得性，反应物1中X为溴。
[0016]作为技术方案的进一步改进，为了平衡成本和转化率，反应时4
‑
(2
‑
乙氨基)吗啉与反应物1的物质的量之比为1：(2
‑
4)，温度为85
‑
95℃。
[0017]本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术的荧光化合物通过pH响应机制，可通过检测该化合物的溶液荧光强度值计算溶液的pH，实现溶液pH检测的微量化分析。进一步说，测定溶液pH时，化合物在溶液中浓度小，具有高灵敏度。再一步说，本专利技术的荧光化合物基于pH响应机制可检测的pH值范围广。本专利技术的荧光化合物具有可定量测试分析溶液pH值、测定pH值范围广和灵敏度高的优点。
附图说明
[0018]图1为EL(10μM)在不同溶剂中的吸收谱图。
[0019]图2为EL(10μM)在不同pH值B
‑
R缓冲液中的吸收光谱图。
[0020]图3为EL(10μM)在不同pH值B
‑
R缓冲液的荧光光谱图。
[0021]图4为与图2中535nm处对应的荧光强度与pH值的拟合曲线图。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0023]各实施例中的所用物质均来自于市售产品。其中，4
‑
(2
‑
乙氨基)吗啉等购买于百灵威科技公司。吸收光谱的测试仪器为Hitachi U
‑
2910分光光度计；荧光光谱仪器为Hitachi F
‑
2700分光光度计。
[0024]实施例1
[0025]有机小分子荧光化合物简称为EL的合成
[0026]将化合物1(0.472g,1mmol)和4
‑
(2
‑
乙氨基)吗啉(0.4mL,3mmol)溶于20mL甲醇中，在烧瓶中搅拌1h。搅拌后在85℃下回流8h，冷却至室温后用石油醚洗涤。以CH2Cl2和CH3OH混合物(CH2Cl2和CH3OH的体积比为10:1～6:1)为洗脱液，进行柱色谱分离提纯，得到0.46g黄色固体即为有机小分子荧光化合物，化学命名为：4
‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
(6
‑
((2
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光化合物,其特征在于，它的化学结构式为2.一种根据权利要求1所述化合物在测量溶液pH中的应用，其特征在于，将所述荧光化合物加入到溶液中，检测溶液的荧光强度I
F
，然后按照方程log[(6242
‑
I
F
)/(I
F
‑
773.6)]＝pH
‑
5.45来计算溶液的pH。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述化合物可检测溶液的pH值的范围是3.0～9.0。4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述化合物在溶液中的浓度为5
‑
15μM。5.根据权利要求2或4所述的应用，其特征在于，所述化合物在溶液中的浓度为10μM。6.一种根据权利要求2
‑
5任一项所述应用的pH测试装置，它为荧光检测仪，所述荧光检测仪包括有存储器和处理器，其特征在于，所述存储器包括有计算程序，所述计算程序被处理器执行时能够实现以下步骤：将溶液的荧光强度I
F
带入方程log[(6242
‑
I
F
)/(I
F
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏蒙蒙，何玮，王子星，杨锐，朱涛，赵宇昂，徐敬阳，陈正洋，邓豪，罗江龙，张惠国，刘玉申，钱斌，韩志达，况亚伟，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：