一种检测镉离子的荧光探针及其在检测镉离子中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种检测镉离子的荧光探针及其在检测镉离子中的应用。所述荧光探针的结构式为式1、式2、式3或式4所示。所述的荧光探针分子具有对Cd2+检测灵敏度高、瞬时响应和荧光可视化的优点。视化的优点。视化的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种检测镉离子的荧光探针及其在检测镉离子中的应用


[0001]本专利技术涉及一种检测镉离子的荧光探针及其在检测镉离子中的应用，属于荧光探针


技术介绍

[0002]镉作为地球上的有毒重金属元素之一，人体摄入一定量的镉离子Cd
2+
不仅会导致肾脏功能紊乱、钙代谢紊乱、增加各种癌症的发病率还会造成人体肺部、骨骼和神经系统的损伤，且由于镉的不可生物降解性质，使其在人体内的减少半衰期较长(10
‑
30年)，对人类健康造成了巨大威胁。生活中镉的应用无处不在，采矿、冶金、军事、部分农业化肥及镍镉充电电池等领域都有镉的身影；镉的这些应用大大增加了镉污染的可能性。因此，检测水环境中的镉含量非常重要。
[0003]目前，研究者已经报道了多种用于Cd
2+
检测的方法，其中常用的传统仪器检测法，如电感耦合等离子体质谱法、毛细管电泳法、高效液相色谱法和离子色谱法等，由于受到样品前处理步骤复杂、仪器昂贵、破坏样品分子等因素的影响，在一定程度上限制了其在Cd
2+
检测方面的应用。与传统的Cd
2+
检测方法相比，荧光分子探针检测技术具有检测灵敏度高、选择性好、操作简便等优点，受到了人们的广泛关注。但是现有技术中，还没有理想的用于检测Cd
2+
的荧光分子探针，因此，急需开发出一种灵敏度高的用于检测Cd
2+
的荧光分子探针。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种检测镉离子的荧光探针及其在检测镉离子中的应用，可以有效解决上述问题
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]一种检测镉离子的荧光探针，其结构式为式1、式2、式3或式4所示：
[0007][0008]其中，R取如下结构式的取代基：
[0009][0010]作为进一步改进的，所述的检测镉离子的荧光探针为具有以下式1、式2、式3、式4结构式中的至少一种化合物：
[0011][0012]一种检测镉离子的方法，将不同浓度的镉离子溶液与上述的荧光探针接触，随后进行荧光激发后测试荧光强度，拟合出镉离子浓度的荧光滴定曲线，按照同样的方法测定待测样品的荧光强度，根据荧光滴定曲线，计算出待测样品中的镉离子浓度。
[0013]作为进一步改进的，所述荧光激发的激发波长为320～485nm，进一步优选为320～365nm。
[0014]作为进一步改进的，所述荧光激发的激发波长为325～335nm，进一步优选为330nm。
[0015]作为进一步改进的，所述的荧光探针的结构式为：
[0016][0017]作为进一步改进的，所述荧光探针浓度为0.8
‑
1.2
×
10
‑5M。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术的荧光探针分子具有对Cd
2+
检测灵敏度高、瞬时响应和荧光可视化等优点，对水样中Cd
2+
检测限可达2.52ppb，可在原位实现Cd
2+
浓度的实时动态分析。
[0020]本专利技术的荧光探针对Cd
2+
检测的特异性高，大多数金属离子不会对Cd
2+
的检测产生影响。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]图1是本专利技术实施例1提供的TPE的合成图。
[0023]图2是本专利技术实施例1提供的TPE
‑
4Br的合成图。
[0024]图3是本专利技术实施例1提供的TPE
‑
4CN的合成图。
[0025]图4是本专利技术实施例1提供的TPE
‑
4COOH的合成图。
[0026]图5是本专利技术实施例1提供的TPE
‑
4Bt的合成图。
[0027]图6是本专利技术实施例1提供的TPE
‑
4Cys的合成图。
[0028]图7为本专利技术实施例2提供的荧光探针TPE
‑
4Cys加入Cd
2+
前后的UV
‑
Vis谱图和加入不同Cd
2+
浓度体系下的荧光滴定曲线图及线性拟合曲线图。
[0029]图8为本专利技术荧光探针TPE
‑
4Cys对不同金属离子溶液的响应曲线和柱状图。
[0030]图9为本专利技术荧光探针TPE
‑
4Cys在Cd
2+
和不同金属离子共存条件下的荧光响应柱状图。
[0031]图10为本专利技术荧光探针TPE
‑
4Cys与Cd
2+
溶液混合后的动态光散射图和扫描电子显微镜表征图。
[0032]图11为本专利技术实施例1提供的探针分子TPE
‑
4Cys的核磁氢谱图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]一种检测镉离子的荧光探针，其结构式为式1、式2、式3或式4所示：
[0035][0036]其中，R取如下结构式的取代基：
[0037][0038]其他取代基独立选自氢、杂原子、烷基、不饱和烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基中的至少一种。
[0039]本专利技术的的荧光探针可微溶于水中，且当探针在水溶液中溶解后，探针分子活跃的分子内运动使分子以非辐射跃迁的形式可极大的消耗激发态能量而不发光；而在Cd
2+
存在时，探针分子与Cd
2+
发生配位反应而使分子聚集后有效地限制探针分子内运动，从而显著增强光致发光，可用于检测Cd
2+
。谷胱甘肽和半胱氨酸等因具有富电子官能团修饰于AIE光学响应单元，能与镉离子发生强烈配位作用，不仅能提供镉离子的配位响应单元还能增加探针分子的水溶性，有望为在纯水环境中镉离子的检测提供一种新的检测策略。
[0040]作为进一步改进的，所述的检测镉离子的荧光探针为具有以下式1、式2、式3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测镉离子的荧光探针，其特征在于，其结构式为式1、式2、式3或式4所示：其中，R取如下结构式的取代基：2.根据权利要求1所述的检测镉离子的荧光探针，其特征在于，为具有以下式1、式2、式3、式4结构式中的至少一种化合物：3.一种检测镉离子的方法，其特征在于，将不同浓度的镉离子溶液与权利要求1或2所述的荧光探针接触，随后进行荧光激发后测试荧光强度，拟合出镉离子浓度的荧光滴定曲线，按照同样的方法测定待测样品的荧光强度，根据荧光滴定曲线，计算出待测样品中的镉离子浓度。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢胜，冯丽霞，吴淑军，张阳，曾泽兵，唐本忠，
申请(专利权)人：湖南大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：