【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学分析检测领域，具体涉及一种用于快速选择性检测多种痕量离子的咔唑基荧光分子，及其制备方法与应用。
技术介绍
1、金属离子在工业、生物、化学和环境领域起着至关重要的作用，fe3+是人体必需的微量元素之一，在二氧化碳和氧气的代谢和运输中起着至关重要的作用。缺铁会导致严重的疾病，如糖尿病、肝肾损伤和心脏病。人体需要的铁主要来自食物和水，虽然水中少量的铁对人体健康有益，但长期使用也会对人体造成伤害。当水中的fe3+含量超标时，会对人类的生产和生活产生影响。al3+是一种神经毒素，它会导致一些严重的疾病，如帕金森和阿尔治海默症，还会增加乳腺癌的风险。因此，检测和控制不同样品中的fe3+和al3+水平是非常必要的。f-虽然是人和动物必需的微量元素，但是过量的氟离子会对人体的肝脏和胃部造成损害，导致骨质疏松，严重时甚至会导致死亡。ch3coo-在各种酶和抗体功能中起着至关重要的作用。在海洋沉积物中，乙酸盐的形成和氧化的速率通常被用作有机物分解的指标。因此，发展一种快速、灵敏、可靠的检测f-和ch3coo-的方法也是一个重要的研究方向。几十年来，电感耦合等离子体质谱(icp-ms)、原子吸收光谱(aas)、电化学方法等已被用于检测生物和环境样品中的这些离子。然而，上述方法存在一些缺点，包括使用仪器复杂、检测过程复杂、耗时长以及非现场测试。最重要的是，这些方法只能检测单个离子，而不是同时检测所有离子。最近，荧光方法由于其操作方便、选择性和灵敏度高、响应时间快、成本低等优点而受到更多关注。已经开发了许多荧光分子探针来检测al3+、f
2、本专利技术公开了一种咔唑基荧光分子9-phenyl-6-(4-((2-(pyridin-2-yl)-2λ2-diazaneylidene)methyl)phenyl)-4ah-9λ4-carbazole(pcbh)的制备方法及其应用，由该分子构筑的荧光分子探针可以用于al3+、fe3+、ch3coo-，f-和h+的选择性检测。该探针通过两步简单反应合成，首先通过suzuki反应合成了荧光母体pcb，再由pcb与2-肼吡啶通过schiff碱反应合成了最终产物pcbh。
3、pcbh探针能与al3+和fe3+配位，在475nm处表现出特殊的荧光性质。这是一种“开启”型荧光传感器。pcbh在475nm处的荧光强度与两种离子的浓度呈良好的线性关系，探针pcbh对两种离子的检测具有良好的选择性和抗干扰性，在实际水样的检测中亦表现优良。利用pcbh与fe3+和al3+的滴定产物，可以用于定量检测ch3coo-和f-。此外，该探针在溶液ph值小于5的溶液中，呈现出荧光强度随酸度增强而增强的变化，可以用于高酸度溶液的酸度检测。
技术实现思路
1、对于上述情况，本专利技术的目的之一是提供一种合成简单，反应条件温和，成本较低的荧光探针的合成方法；目的之二是合成一种选择性好、抗干扰性强、灵敏度高、用于检测al3+、fe3+、f-和ch3coo-的荧光分子探针；目的之三在于利用该荧光分子探针对高酸度溶液的ph进行大致的判定。
2、为实现上述目的，本专利技术公开了以下技术方案：
3、本专利技术第一个方面公开了一种用于离子检测的咔唑基荧光分子，所述咔唑基荧光分子中含有2-(2-benzylidene-1λ2-diazaneyl)pyridine结构，所述
4、2-(2-benzylidene-1λ2-diazaneyl)pyridine结构如下所示：
5、
6、所述2-(2-benzylidene-1λ2-diazaneyl)pyridine结构为咔唑基荧光分子的核心识别基团。
7、优选地，所述咔唑基荧光分子的具体结构如下：
8、
9、本专利技术第二个方面公开了制备上述咔唑基荧光分子的方法，具体步骤如下：
10、1)将3-溴-n-苯基咔唑和硼酸苯甲醛依次加入三颈烧瓶，用四氢呋喃溶解后加入少量的碳酸钾水溶液,在氮气保护下加入四(三苯基膦)钯催化剂，加热回流13-14h，分离提纯以后得pcb，所述pcb的结构式如下所示：
11、
12、2)将荧光母体pcb和2-肼吡啶加入高压管中，加入无水乙醇和少量乙酸，在65℃反应12-13h，经分离纯化得到产物pcbh。所述pcbh结构式如下所示：
13、
14、本专利技术第三个方面公开了一种荧光分子探针，将上述pcbh分散到有机-水的混合溶剂中，构筑得到荧光分子探针体系。所用的有机溶剂包括四氢呋喃(thf)、二甲亚砜(dmso)和二甲基甲酰胺(dmf)。
15、所述荧光探针用于特异性检测al3+、fe3+和h+离子。
16、所述荧光探针还可通过al3+、fe3+离子的荧光产物，进一步特异性检测ch3coo-和f-离子。
17、本专利技术取得如下有益技术效果：
18、本专利技术所公开的荧光探针可用于同时检测al3+、fe3+、f-和ch3coo-离子，且选择性好、抗干扰性强、灵敏度高；在实际水样的检测中亦表现优良。同时还可以对高酸度溶液的ph进行大致的判定，具有较广的使用范围。
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1.一种用于离子检测的荧光分子，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的咔唑基荧光分子，其特征在于，所述2-(2-benzylidene-1λ2-diazaneyl)pyridine结构为咔唑基荧光分子的核心识别基团。
3.根据权利要求1所述的咔唑基荧光分子，其特征在于，所述咔唑基荧光分子PCBH的具体结构如下：
4.根据权利要求3所述的咔唑基荧光分子，其特征在于，所述咔唑基荧光分子的制备方法如下：
5.一种荧光探针，由权利要求1-3任一项所述的咔唑基荧光分子构筑而成。
6.如权利要求5所述的荧光探针，其特征在于，所述荧光探针用于特异性检测Al3+、Fe3+和H+离子。
7.如权利要求6所述的荧光探针，其特征在于，所述荧光探针通过Al3+、Fe3+离子的荧光产物，进一步特异性检测CH3COO-和F-离子。
【技术特征摘要】
1.一种用于离子检测的荧光分子，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的咔唑基荧光分子，其特征在于，所述2-(2-benzylidene-1λ2-diazaneyl)pyridine结构为咔唑基荧光分子的核心识别基团。
3.根据权利要求1所述的咔唑基荧光分子，其特征在于，所述咔唑基荧光分子pcbh的具体结构如下：
4.根据权利要求3所述的咔唑基荧光分子，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：马杰，李益多，王璐玥，朱宝坤，王利强，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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