一种2?(2’?羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂及其制备和应用

一种2?(2’?羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂及其制备和应用
【专利摘要】本发明公开了一种2?(2’?羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂及其制备和应用，所述探针试剂主要由浓硫酸、间硝基苯磺酸钠、硼酸、FeSO4·7H2O、2?氨基?6?甲基吡啶、水杨醛、丙三醇和乙酸酐制备而成。本发明探针试剂能选择性检测多种目标离子，实现单探针多目标、多模式识别检测，可用于检测Hg2+、Ag+、F?离子。探针结构简单，制备成本低廉，检测识别方式多样，检测灵敏度高，选择性好，性能优越，操作条件易于控制，应用前景好。
【专利说明】
一种2-(2'-羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂及其制备和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种探针试剂及其制备方法和应用，特别是一种2-(2'-羟基苯乙烯 基)萘啶探针试剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 检测离子的方法中，原子发射、原子荧光和离子色谱方法需要大型仪器设备，检测 成本高、耗时长，同时很难实现金属离子和酸根阴离子的同时检测。而荧光探针方法则不 同，通过适当的条件控制，就能快速实现多种离子的同时分别检测。通常情况下，荧光光谱 的识别检测伴随有吸收光谱的同时检测，即双模式识别检测。探针分子的结构设计和合成 方法的实现是技术关键。单探针多目标分析可在极短时间内实现快速、高效和经济的测试。 与单一波长测定方法相比，比率荧光和吸收检测具有更高的灵敏度、准确度和选择性，能有 效降低在实际应用中可能受到探针自身浓度、测试条件、光源强度波动及仪器敏感性等因 素的影响，具有内在校准特点，有更好应用前景。
[0003] 汞是一种高毒性的重金属元素，对环境和人类健康的危害性极大。银有很好的抗 菌活性而被广泛使用，银纳米离子生成活性氧的应用中抑制环境中有益细菌的生长，银离 子与多种代谢中间体结合影响生态系统的新陈代谢等。氟离子广泛分布于自然界中，与神 经毒气、生活饮用水、龋齿防治、骨质疏松的临床诊断等密切相关。因此，建立快速、高效的 上述离子的检测方法对生命、环境和医药科学都具有重要的意义。荧光探针法对生命和环 境相关离子的研究已有很多报道，但大多数是单探针单目标测试，即一种探针仅检测一种 离子，能够实现单探针多目标检测鲜有报道。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提供一种2_(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂及其制备方法和 应用，本发明探针试剂能选择性检测多种目标离子，实现单探针多目标、多模式识别检测， 可用于检测Hg 2+、Ag+、F离子。探针结构简单，制备成本低廉，检测识别方式多样，检测灵敏 度高、选择性好，操作条件易于控制，应用前景好。
[0005] 本发明的技术方案:一种2_(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂，所述探针试剂的化 学结构式为：
[0007]前述的2_(2'_羟基苯乙烯基）萘啶探针试剂中，所述探针试剂主要由按重量份计 算的浓硫酸35-45份、间硝基苯磺酸钠15-22份、硼酸1-5份、FeS(k · 7H2〇 1-2份、2-氨基-6-甲基吡啶1-8份、水杨醛0.1-1份以及按体积份计算的丙三醇8-16份和乙酸酐5-15份制备而 成。
[0008] 前述的2-(2'-羟基苯乙烯基）萘啶探针试剂中，所述探针试剂主要由按重量份计 算的浓硫酸41份、间硝基苯磺酸钠17.5份、硼酸2.4份、FeS0 4 · 7H20 1.4份、2-氨基-6-甲基 吡啶4.32份、水杨醛0.51份以及按体积份计算的丙三醇12.5份和乙酸酐10份制备而成。
[0009] -种2-( 2 羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的制备方法，按照以下路线合成：
[0011] 前述的2_(2'_羟基苯乙烯基）萘啶探针试剂的制备方法，所述探针试剂主要以2-氨基-6-甲基吡啶、丙三醇为原料，先制备中间体2-甲基萘啶，再由2-甲基萘啶与水杨醛缩 合反应得到。
[0012] 前述的2-(2'-羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的制备方法中，包括以下步骤：
[0013] a.中间体2-甲基萘啶的合成：
[0014]冰浴条件下，在三口瓶中加入浓H2S〇4，搅拌下依次加入间硝基苯磺酸钠、硼酸、 FeS〇4 · 7H20、丙三醇和2-氨基-6-甲基吡啶，混匀后再加入48-52°C的温水，在133-137Γ下 回流2-3h，冷却至室温，用48-52 %的NaOH溶液调至碱性，抽滤，水溶液用氯仿萃取2-4次，有 机层干燥，旋蒸除去溶剂，得粗品，用环己烷重结晶粗品，即得2-甲基萘啶；
[0015] b.2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶的合成：
[0016]将上述2-甲基萘啶置于微波反应管中，加入2-甲基萘啶，用乙酸酐溶解，在温度 125-135Γ下，控制微波功率40-60W，微波反应35-45min，反应结束后，减压浓缩除去溶剂乙 酸酐，得油状的粘稠液体，用热乙醇溶解，再加入丙酮重结晶，析出黄色粉末，即得2-(2'_羟 基苯乙烯基)萘啶。
[0017] 一种2-(2'-羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的应用，包括
[0018] (1)作为荧光光谱法或紫外-可见吸收光谱法中用于检测溶液中微量Hg2+、Ag+以及 Γ的荧光探针试剂或比色探针试剂；
[0019] ⑵用于目视法中定性检测Hg2+、Ag+以及F-。
[0020] 前述的2_(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的应用中，作为荧光光谱法或紫外-可 见吸收光谱法中用于检测溶液中微量Hg 2+、Ag+以及F的荧光探针试剂或比色探针试剂时， 检测Hg2+、Ag+及Γ的方法为：
[0021] (1)荧光光谱法检测Hg2+:在体积比为19/1的N，N-二甲基甲酰胺/水的溶液中，以 375nm为荧光激发波长，探针在475nm处的荧光强度降低与Hg 2+浓度呈线性关系，用校正曲线 法检测Hg2+，Hg2+浓度的线性范围为0.9-12. ΟμΜ，检测限为34.6nM;
[0022] (2)紫外-可见吸收光谱法检测Hg2+:在体积比为2/3的N，N-二甲基甲酰胺/水的溶 液中，探针在400nm与360nm的比率吸光度值与Hg 2+浓度呈线性关系，用校正曲线法检测Hg2 +，Hg2+浓度的线性范围为1.0-10. ΟμΜ，检测限为0.82μΜ;
[0023] (3)荧光光谱法检测Ag+:在体积比为19/1的1,4-二氧六环/水的溶液中，以368nm 为荧光激发波长，探针在480nm与430nm的比率荧光强度值与Ag+浓度呈线性关系，用校正曲 线法检测Ag+，Ag+浓度的线性范围为0.8-10. ΟμΜ，检测限为49.7nM;
[0024] (4)荧光光谱法检测Hg2+:在体积比为19/1的1,4-二氧六环/水溶液中，以368nm为 荧光激发波长，探针在530nm与430nm的比率荧光强度值与Hg 2+浓度呈线性关，用校正曲线法 检测Hg2+，Hg2+浓度的线性范围为0.7-10 .ΟμΜ，检测限为30.5nM;
[0025] (5)荧光光谱法检测F:在乙腈溶液中，以355nm为荧光激发波长，探针在460nm与 650nm的比率荧光强度值与厂浓度呈线性关系，用校正曲线法检测F，F浓度的线性范围为 1.6-22.0μΜ，检测限为 0.41μΜ;
[0026] (6)紫外-可见吸收光谱法检测F:在Ν，Ν-二甲基甲酰胺溶液中，探针在360nm与 500nm的比率吸光度值与F浓度呈正比关系，用校正曲线法检测F，F浓度的线性范围为 1 · 8-19 · ΟμΜ，检测限为 0 · 47μΜ。
[0027] 前述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的应用中，所述（1)在体积比为19/1的 Ν，Ν-二甲基甲酰胺/水的溶液中荧光光谱法检测Hg2+时，其他共存金属离子为Ag+，Li+，Na+，Κ +，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Ζη 2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ζη 2+，Pb2+，Cd2+，La3+之一，在浓度与 Hg2+相同 时，对Hg2+测定不干扰；
[0028] 所述(2)在体积比为2/3的N，N_二甲基甲酰胺/水的溶液中紫外-可见吸收光谱法 检测 Hg2+时，其他共存金属离子为 Ag+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr 2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni2+， Cu2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+，La 3+之一，在浓度与Hg2+相同时，对Hg2+测定不干扰；
[0029] 所述(3)在体积比为19/1的1，4-二氧六环/水的溶液中荧光光谱法检测Ag+时，其 他共存金属离子为 Hg2+，Li +，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn 2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn 2+，Pb2 +，Cd2+，La3+之一，在浓度与Ag+相同时，对Ag+的测定不干扰；
[0030] 所述(4)在体积比为19/1的1，4_二氧六环/水溶液中荧光光谱法检测Hg2+时，其他 共存金属离子为 Ag+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr 2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu 2+，Zn2+，Pb2+， Cd2+，La3+之一，在浓度与Hg2+相同时，对Hg2+的测定不干扰；
[0031] 所述（5)在乙腈溶液中荧光光谱法检测F飞寸，其他共存阴离子为Ac(T，HS〇4一， H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，I-，N〇3-之一，在浓度与F-相同时，对F-的测定不干扰；
[0032]所述(6)在N，N_二甲基甲酰胺溶液中紫外-可见吸收光谱法检测F时，其他共存阴 离子为Ac(T，HS〇4' H2P〇4' PFf，Cl〇4' Cr，Br' Γ，NOf之一，在浓度与F相同时，对F的测定 不干扰。
[0033]前述的2_(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的应用中，用目视法定性检测Hg2+、Ag+ 以及Γ时，检测方法包括：
[0034] (1)在体积比为19/1的Ν，N-二甲基甲酰胺/水的溶液中，365nm紫外灯下，探针溶液 呈蓝色荧光，Hg2+的加入使探针溶液蓝色荧光消失，上述其他金属离子无此现象，可目视检 测浓度大于等于50μΜ的Hg2+;
[0035] (2)在体积比为2/3的N，N_二甲基甲酰胺/水的溶液中，日光下，探针溶液呈无色， Hg2+的加入使探针溶液由无色变为黄色，上述其他金属离子无此现象，可目视检测浓度大于 等于ΙΟμΜ的Hg 2+;
[0036] (3)在体积比为19/1的1,4-二氧六环/水溶液中，365nm紫外灯下，探针溶液呈蓝色 荧光，Ag+的加入使探针溶液荧光由蓝色变为蓝绿色，可目视检测浓度大于等于100μΜ的Ag+;
[0037] (4)在体积比为19/1的1，4_二氧六环/水溶液中，365nm紫外灯下，探针溶液呈蓝色 荧光，Hg 2+的加入使探针溶液荧光由蓝色变为黄绿色，上述其他金属离子无此现象，可目视 检测浓度大于等于50μΜ的Hg 2+;
[0038] (5)在乙腈溶液中，365nm紫外灯下，探针溶液呈蓝色荧光，F的加入使探针溶液荧 光由蓝色变为浅粉红色，上述其他阴离子无此现象，由此可目视检测浓度大于等于400μΜ的 F-;
[0039] (6)在Ν，Ν_二甲基甲酰胺溶液中，日光下，探针溶液呈无色，F的加入使探针溶液 由无色变为黄色，上述其他阴离子无此现象，由此可目视检测浓度大于等于1〇μΜ的Γ。
[0040]
【申请人】对本发明合成的2_(2'_羟基苯乙烯基）萘啶探针进行了结构表征测试，得 出核磁共振氢谱数据、碳谱数据、质谱数据和红外特征峰光谱数据，具体见表1。根据所得数 据，证实了所得2_(2'_羟基苯乙烯基)萘啶的化学结构。
[0041] 表1结构表征检测结果

[0044]为验证本发明的有益效果，发明人进行了大量的实验研究，部分实验过程和结果 如下：
[0045] 1、浓度为ΙΟμΜ的探针的N，N-二甲基甲酰胺(01^)/出0(￥八，19/1)溶液，在47511111处 发射强烈蓝色荧光，分别加入 200μΜ 金属离子 Ag+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca 2+，Ba2+，Sr2+，Zn2+，Al3 +，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Pb 2+，Cd2+，La3+后，除Ag+使探针的荧光有微弱的降低外，其余金属离 子的加入没有观察到探针的荧光光谱有明显变化;而加入200μΜ的Hg 2+时，探针在475nm处的 荧光显著降低。具体见图1，表明在此条件下探针仅对Hg2+有识别检测作用。
[0046] 2、在浓度为ΙΟμΜ的探针的DMF/H20(v/v，19/l)溶液中，分别加入不同浓度Hg 2+到探 针溶液中，随Hg2+的加入，测得荧光光谱滴定曲线。探针在475nm处的荧光强度随Hg2+浓度的 增加而线性降低。测试的荧光激发波长为375nm。具体见图2。
[0047] 3、在浓度为1 ΟμΜ的探针的DMF/H20 (v/v，19/1)溶液中分别加入不同浓度Hg2+，测定 荧光强度值。纵坐标为475nm波长处荧光强度，横坐标为Hg2+的浓度。荧光激发波长为375nm。 具体见图3。
[0048] 4、在浓度为ΙΟμΜ的探针的DMF/H20(v/v，19/l)溶液中，加入200μΜ的Hg 2+后探针在 475nm处的荧光峰显著降低，测定475nm处的荧光强度。其他金属离子Ag+，Li+，Na+，K+，Mg 2+， Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn2+，Al 3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Pb 2+，Cd2+，La3+的加入则无此现象；再分别向 探针-Hg 2+混合溶液中加入200μΜ的上述其他金属离子后测其荧光强度变化。黑色条表示在 探针中分别加入上述不同金属离子后在475nm波长处的荧光强度。白色条表示在探针-Hg 2+ 混合溶液中再分别加入上述其他共存金属离子后在475nm波长处的荧光强度变化。表明探 针检测Hg2+的荧光强度不受上述其他金属离子共存的影响。测试的荧光激发波长为375nm， 焚光发射波长为475nm。纵坐标为焚光强度值，横坐标为金属离子。具体见图4。
[0049] 5、浓度为ΙΟμΜ的探针的1，4_二氧六环/水(v/v，19/l)溶液，在430nm处发射强烈蓝 色荧光，分别加入 1〇〇μΜ 金属离子 Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba 2+，Sr2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni 2+，Cu2+， Zn2+，Pb2+，Cd2+，La3+后，没有观察到探针的荧光光谱有明显变化;而加入100μΜ的Ag+后，探针 在430nm处的荧光峰红移至480nm，强度降低；而加入100μΜ的Hg 2+后时，探针在430nm处的荧 光峰红移至530nm，强度显著降低。表明在此条件下探针分别对Ag+、Hg 2+有识别检测作用。具 体见图5，荧光激发波长为368nm〇
[0050] 6、在浓度为ΙΟμΜ的探针的1,4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，分别加入不同浓 度Ag+到探针溶液中，随Ag+的加入，测得荧光光谱滴定曲线。探针在430nm处的荧光峰强度不 断降低，而在480nm处焚光峰强度逐渐增强，465nm处有等发射点，480nm与430nm处形成比率 荧光，比率荧光强度值随Ag+浓度而线性变化。荧光激发波长为368nm。具体见图6。
[0051] 7、在浓度为ΙΟμΜ的探针的1,4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，分别加入不同浓 度Ag+，测定比率荧光强度值。纵坐标为480nm与430nm波长处荧光强度比值，横坐标为Ag+的 浓度。荧光激发波长为368nm。具体见图7 〇
[0052] 8、在浓度为ΙΟμΜ的探针的1,4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，加入100μΜ的Ag+ 后，探针在430nm处的荧光峰显著降低，而在480nm处荧光峰强度逐渐增强，测定480nm与 430nm处的比率荧光强度。除Hg2+的加入使480nm与430nm处的比率荧光强度值增大外，其他 金属离子 Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn 2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn 2+，Pb2+，Cd2+，La3+的加 入则无此现象;再分别向探针-Ag+混合溶液中加入100μΜ的上述其他金属离子后测定480nm 与430nm处比率荧光强度变化。黑色条表示在探针中分别加入上述不同金属离子后在480nm 与430nm处的比率荧光强度。白色条表示在探针-Ag+混合溶液中再分别加入上述其他共存 金属离子后在480nm与430nm处的比率荧光强度变化。表明探针检测Ag+的比率荧光强度，除 Hg2+有较大影响外，不受上述其他金属离子共存的影响。测试的荧光激发波长为368nm，比率 荧光波长为480nm与430nm。纵坐标为比率荧光强度值，横坐标为金属离子。具体见图8 〇
[0053] 9、在浓度为ΙΟμΜ的探针的1,4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，分别加入不同浓 度Hg2+到探针溶液中，随Hg2+的加入，测得荧光光谱滴定曲线。具体见图9，探针在430nm处的 荧光峰强度不断降低，而在530nm处荧光峰强度逐渐增强，500nm处有等发射点，530nm与 430nm处形成比率荧光，随Hg 2+浓度而线性变化。荧光激发波长为368nm。
[0054] 10、在浓度为1 ΟμΜ的探针的1，4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，分别加入不同浓 度Hg2+，测定比率荧光强度值。具体见图10,纵坐标为530nm与430nm波长处荧光强度比值，横 坐标为Hg 2+的浓度。荧光激发波长为368nm。
[0055] 11、在浓度为ΙΟμΜ的探针的1,4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，加入100μΜ的Hg2+ 后，探针在430nm处的荧光峰显著降低，而在530nm处荧光峰强度逐渐增强，测定530nm与 430nm处的比率荧光强度。除Ag+的加入使530nm与430nm处的比率荧光强度值增大外，其他 金属离子 Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn 2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn 2+，Pb2+，Cd2+，La3+的加 入则无此现象;再分别向探针-Hg 2+混合溶液中加入100μΜ的上述其他金属离子后测定530nm 与430nm处比率荧光强度变化。黑色条表示在探针中分别加入上述不同金属离子后在530nm 与430nm处的比率荧光强度。白色条表示在探针-Hg2+混合溶液中再分别加入上述其他共存 金属离子后在530nm与430nm处的比率荧光强度变化。表明探针检测Hg 2+的比率荧光强度，不 受上述其他金属离子，包括Ag+共存的影响。测试的荧光激发波长为368nm，比率荧光波长为 530nm与430nm。纵坐标为比率荧光强度值，横坐标为金属离子。具体见图11〇
[0056] 12、浓度为20μΜ的探针的乙腈溶液，在460nm处发射强烈蓝色荧光，分别加入400μΜ 阴离子AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，I-，Ν〇3-后，没有观察到探针的荧光光谱有明 显的变化;而加入400μΜ的Γ时，Γ使探针在460nm处的荧光强度显著降低，同时在650nm处出 现新的荧光峰，595nm处有等发射点，呈现浅粉红色荧光。表明在此条件下探针仅对F有识 别检测作用。具体见图12，荧光激发波长为355nm。
[0057] 13、在浓度为20μΜ的探针的乙腈溶液中，分别加入不同浓度F到探针溶液中，随F 的加入，测得荧光光谱滴定曲线。探针在460nm处的荧光峰强度不断降低，而在650nm处荧光 峰强度逐渐增强，595nm处有等发射点，460nm与650nm处形成比率荧光，比率荧光强度值随 ?_浓度而线性变化。荧光激发波长为355nm。具体见图13。
[0058] 14、在浓度为20μΜ的探针的乙腈溶液中，分别加入不同浓度F，测定比率荧光值。 纵坐标为460nm与650nm波长处荧光强度比值，横坐标为F的浓度。荧光激发波长为355nm。 具体见图14。
[0059] 15、在浓度为20μΜ的探针的乙腈溶液中，加入200μΜ的F后，探针在460nm处的荧光 峰显著降低，而在650nm处荧光峰强度逐渐增强，测定460nm与650nm处的比率荧光强度。其 他阴离子AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，Γ，N〇3-的加入则无此现象;再分别向探针-F 一混合溶液中加入200μΜ的上述其他阴离子后测定460nm与650nm处的比率荧光强度变化。 黑色条表示在探针中分别加入不同阴离子后的比率荧光强度。白色条表示在探针-F混合 溶液中再分别加入上述其他共存阴离子后在460nm与650nm处的比率荧光强度变化。具体见 图15,表明探针检测F的比率荧光强度不受上述其他阴离子共存的影响。测试的荧光激发 波长为355nm，比率荧光波长为460nm与650nm。纵坐标为比率荧光强度值，横坐标为阴离子。 [0060] 16、在浓度为20μΜ的探针的DMF/H20(2/3，v/v)溶液中，分别加入200μΜ金属离子Li +，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+、Zn 2+、Al3+、Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn 2+，Pb2+，Cd2+，Ag+，La3+时，没有观 察到探针的紫外-可见吸收光谱有明显的变化；而加入200μΜ的Hg 2+时，Hg2+离子使探针在 270nm处的吸收峰红移至290nm处，而360nm处的吸收峰红移到400nm，同时在280nm、310nm和 385nm处出现三个等吸收点，400nm与360nm处形成比率吸收。表明在此条件下探针仅对Hg 2+ 有识别检测作用。具体见图16。
[0061 ] 17、在浓度为20μΜ的探针的DMF/H20(2/3，v/v)溶液中，分别加入不同浓度Hg2+到探 针溶液中，随Hg2+的加入，测得紫外-可见吸收光谱滴定曲线。具体见图17,探针在360nm处的 吸收峰强度不断降低，而在400nm处吸收峰强度逐渐增强，在280nm、310nm和385nm处出现三 个等吸收点，400nm与360nm处形成比率吸收，随Hg 2+浓度而线性变化。
[0062] 18、在浓度为20μΜ的探针的DMF/H20( 2/3，v/v)溶液中分别加入不同浓度Hg2+，测定 比率吸收值。纵坐标为400nm与360nm波长处吸光度的比值，横坐标为Hg2+的浓度。具体见图 18。
[0063] 19、在浓度为20μΜ的探针的DMF/H20(2/3，v/v)溶液中，加入200μΜ的Hg2+后，探针在 360nm处的吸收峰强度显著降低，而在400nm处吸收峰强度逐渐增强，测定400nm和360nm处 的比率吸光度。其他金属离子 Ag+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr 2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu 2 +，Zn2+，Pb2+，Cd2+，La3+的加入无此现象;再分别向探针-Hg 2+混合溶液中加入200μΜ的其他金 属离子后测其比率吸光度变化。黑色条表示在探针中分别加入上述不同金属离子后在 400nm与360nm处比率吸光度值。白色条表示在探针-Hg 2+溶液中再分别加入上述其他共存金 属离子后在400nm与376nm处的比率吸光度值变化。表明探针检测Hg 2+的比率吸光度值不受 上述其他试验金属离子共存的影响。比率吸收波长为400nm与360nm。纵坐标为比率吸光度 值，横坐标为金属离子。具体见图19。
[0064] 20、在浓度为20μΜ的探针的DMF溶液中，分别加入200μΜ阴离子AcO-，HS〇4-，H2P〇4-， PFfT，Cl〇4_，cr，Br' Γ，NOf时，没有观察到探针的紫外-可见吸收光谱有明显的变化;而加 入200μΜ的F-时，F-使探针在360nm和270nm处的吸收峰逐渐减弱，在500nm处出现新吸收峰， 395nm处出现等吸收点，500nm与360nm处形成比率吸收。表明在此条件下探针仅对F有识别 检测作用。具体见图20。
[0065] 21、在浓度为20μΜ的探针的DMF溶液中，分别加入不同浓度F到探针溶液中，随Γ的 加入，测得紫外-可见吸收光谱滴定曲线。具体见图21，探针在360nm处的吸收峰强度不断降 低，而在500nm处吸收峰强度逐渐增强，395nm处有等吸收点，360nm与500nm处形成比率吸 收，随?Π 农度而线性变化。
[0066] 22、在浓度为20μΜ的探针的DMF溶液中分别加入不同浓度F，测定比率吸光度值。 纵坐标为500nm与360nm波长处吸光度的比值，横坐标为Γ的浓度。具体见图22〇
[0067] 23、在浓度为20μΜ的探针的DMF溶液中，加入200μΜ的F-后，探针在360nm处的吸收 峰强度显著降低，而在500nm处吸收峰强度逐渐增强，测定500nm和360nm处的比率吸光度。 其他阴离子AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，Γ，N〇3-的加入无此现象;再分别向探针-F 一混合溶液中加入200μΜ的上述其他阴离子后测定500nm和360nm处的比率吸光度变化。黑 色条表示在探针中分别加入不同阴离子后在500nm与360nm处比率吸光度值。白色条表示在 探针-F溶液中再分别加入上述其他共存阴离子后在500nm与360nm处的比率吸光度值变 化。表明探针检测F的比率吸收不受上述其他试验阴离子共存的影响。比率吸收波长为 500nm与360nm。纵坐标为吸光度的比值，横坐标为阴离子。具体见图23 〇 [0068] 24、在DMF/H20(v/v，19/l)溶液中，365nm紫外灯下，浓度为ΙΟμΜ的探针溶液呈蓝色 荧光;加入50μΜ的Hg2+后探针溶液荧光猝灭;而分别加入50μΜ的其他金属离子Ag+，Li+，Na+，Κ +，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Ζη 2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ζη 2+，Pb2+，Cd2+，Ag+，La3+后，探针溶液仍然 呈蓝色荧光的照片，具体见图24。
[0069] 25、在1，4-二氧六环/水(>八，19/1)溶液中，365111]1紫外灯下，浓度为1(^1的探针溶 液呈蓝色荧光;加入1〇〇μΜ的Ag+后探针溶液呈蓝绿色荧光;加入50μΜ的Hg2+后探针溶液呈黄 绿色荧光；而分别加入 1〇〇μΜ 的其他金属离子 Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn 2+，Al3+，Co2 +，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Pb2+，Cd 2+，La3.后，探针溶液仍然呈蓝色荧光的照片。具体见图25 〇
[0070] 26、在乙腈溶液中，365nm紫外灯下，浓度为20μΜ的探针溶液呈蓝色荧光;加入400μ Μ的F后探针溶液呈浅粉色荧光；而分别加入400μΜ的其它阴离子Ac(T，HS〇4_，H 2P〇4_，PFfT， Cl〇4_，Cr，，Γ，NO厂后，探针溶液仍然呈蓝色荧光的照片。具体见图26。
[0071] 27、在DMF/H20(2/3，v/v)溶液中，日光下，浓度为20μΜ的探针溶液呈无色;加入?ομ Μ的Hg 2+后探针溶液呈黄色;而分别加入10μΜ的其他金属离子Li+，Na+，Κ+，Mg2+，Ca2+，Ba 2+，Sr2 +、Zn2+、Al3+、Co2+，Ni2+，Cu 2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+，Ag+，La 3+后，探针溶液仍然呈无色的照片。具体见 图27。
[0072] 28、在DMF溶液中，日光下，浓度为10μΜ的探针溶液呈无色;加入10μΜ的F后探针溶 液呈黄色;分别加入 1 〇μΜ 的其他阴离子 AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl 〇4-，Cl-，Br-，I-，Ν〇3-后，探 针溶液仍然呈无色的照片。具体见图28。
[0073]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0074] (1)合成制备技术。由2-甲基萘啶与水杨醛缩合反应制备2_(2 羟基苯乙烯基)萘 啶，本发明采用微波反应，仅需40min，反应液直接浓缩除去乙酸酐再进行水解，简化了合成 步骤、缩短了反应时间，而且减少了因常规缩合反应时间过长导致原料及产物中酚羟基氧 化可能造成的损失。同时严格控制中间体投料量和反应温度，否则难以得到目标化合物。本 发明中中间体2-甲基萘啶与水杨醛的摩尔比控制在1:1-1.5,由于水杨醛在反应过程中易 氧化，以过量为宜。微波反应的温度控制在130°C左右。乙酸酐的沸点为140°C，若温度过高， 乙酸酐碳化原料及产物的几率增大，副产物增多，不利于目标物的合成。
[0075] (2)识别性质优越。本发明的探针，通过控制不同溶剂或溶剂比，采用荧光猝灭、比 率荧光、比率吸收方法，选择性检测多种目标离子。不仅能用比率荧光和比率吸收两种方式 检测，而且还能用目视比色快速检测。
[0076] ①在N，N_二甲基甲酰胺(N，N_二甲基甲酰胺)/H20(v/v，19/l)溶液中，用荧光猝灭 法选择性检测Hg2+;在N，N-二甲基甲酰胺/H20(v/v，2/3)的溶液中，用比率吸收法选择性检 测 Hg2.;
[0077]②在1，4-二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中，用比率荧光法选择性检测Ag+和Hg2+，比 率吸收的检测波长有差别，分别为480nm与430nm、530nm与430nm，波长的差异提高了检测的 选择性。
[0078] ③在乙腈溶液中，用比率荧光法检测F;在N，N-二甲基甲酰胺溶液中，用比率吸收 法检测F'
[0079]④目视法检测：在N，N-二甲基甲酰胺/水(v/v，19/1)溶液中，365nm紫外灯下，Hg2+ 使探针溶液蓝色荧光消失;在N，N-二甲基甲酰胺/水(v/v，2/3)溶液中，日光下，Hg2+使探针 溶液由无色变为黄色;在1，4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，紫外灯下，Ag+使探针溶液荧 光由蓝色变为蓝绿色;在1，4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，紫外灯下，Hg 2+使探针溶液荧 光由蓝色变为黄绿色;在乙腈溶液中，紫外灯下，F使探针溶液荧光由蓝色变为浅粉红色； 在N，N-二甲基甲酰胺溶液中，日光下，F1吏探针溶液由无色变为黄色。由此可目视检测不同 浓度的上述离子。
[0080] 单探针多目标识别技术主要体现在探针设计巧妙、结构简单、制备成本低廉、识别 方式多样、检测性能优越、操作条件易于控制，应用前景好等方面。
【附图说明】：
[0081] 图1 DMF/H20(v/v，19/l)溶液中探针与金属离子的荧光光谱图；
[0082] 图2 DMF/H20(v/v，19/l)溶液中不同浓度的Hg2+对探针的荧光光谱滴定图；
[0083] 图3 DMF/H20(v/v，19/l)溶液中探针检测Hg2+的荧光光谱法校正曲线图；
[0084] 图4 DMF/H20(v/v，19/1)溶液中共存金属离子对探针荧光法检测Hg2+的影响图；
[0085] 图5 1,4-二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中探针与金属离子的荧光光谱图；
[0086] 图6 1，4_二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中不同浓度Ag+对探针的荧光光谱滴定图； [0087]图7 1，4_二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中探针检测Ag+的荧光光谱法校正曲线；
[0088]图8 1,4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中共存金属离子对探针荧光法检测Ag+的 影响；
[0089]图9 1，4_二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中不同浓度Hg2+对探针的荧光光谱滴定图； [0090]图10 1，4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中探针检测Hg2+的荧光光谱法校正曲线； [0091]图11 1，4_二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中共存金属离子对探针荧光法检测Hg2+的 影响；
[0092 ]图12乙腈溶液中探针与阴离子的荧光光谱；
[0093]图13乙腈溶液中不同浓度的F对探针的荧光光谱滴定图；
[0094]图14乙腈溶液中探针检测F的荧光光谱法校正曲线；
[0095]图15乙腈溶液中共存阴离子对探针荧光法检测F的影响；
[0096]图16 DMF/H20(2/3，v/v)溶液中探针与金属离子的紫外-可见吸收光谱；
[0097]图17 DMF/H20(2/3，v/v)溶液中不同浓度Hg2+对探针的紫外-可见吸收光谱滴定 图；
[0098]图18 DMF/H20(2/3，v/v)溶液中探针检测Hg2+的紫外可见吸收光谱法校正曲线；
[0099]图19 DMF/H20(2/3，v/v)溶液中共存金属离子对探针紫外-可见吸收法检测Hg2+的 影响；
[0100] 图20 DMF溶液中探针与阴离子的紫外-可见吸收光谱；
[0101] 图21 DMF溶液中不同浓度的F对探针的紫外-可见吸收光谱滴定图；
[0102] 图22 DMF溶液中探针检测F的紫外-可见吸收光谱法校正曲线；
[0103] 图23 DMF溶液中共存阴离子对探针紫外-可见吸收法检测F的影响；
[0104] 图24在DMF/H20(v/v，19/l)溶液中，365nm紫外灯下探针检测Hg2+溶液的蓝色荧光 猝灭照片；
[0105] 图25在1，4_二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中，365nm紫外灯下探针检测Ag+、Hg2+溶 液的荧光颜色变化照片；
[0106] 图26在乙腈溶液中，365nm紫外灯下，探针检测F-溶液的荧光颜色变化照片；
[0107] 图27在DMF/H20(2/3，v/v)溶液中，日光下探针检测Hg2+溶液的颜色变化照片；
[0108] 图28在DMF溶液中，日光下探针检测F-溶液的颜色变化照片。
【具体实施方式】 [0109] 实施例1:
[0110] 2-(2'-羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂合成，具体包括以下步骤
[0111] a.中间体2-甲基萘啶的合成：
[0112] 冰浴条件下，在250mL的三口瓶中加入浓H2S〇441g(22mL)，搅拌下依次加入间硝基 苯横酸纳 17 · 5g(78mmol)、棚酸2 · 4g(39mmol)、FeS〇4 · 7H2〇 1 · 4g(5mmol)、丙三醇 12 · 5mL、2_ 氨基-6-甲基吡啶4.3g(40mmol)，混合均匀后再加入22.5mL 50°C的温水，在135°C下回流2-3h，冷却后；用50%的NaOH溶液调至碱性，抽滤，水溶液用氯仿萃取3次，有机层用无水MgS〇4 干燥，旋蒸除去溶剂，得粗品，用环己烷重结晶粗品，得到2-甲基萘啶，即探针试剂;所述浓 硫酸的浓度为95-98 %;
[0113] b.2_(2'_羟基苯乙烯基)萘啶的合成：
[0114] 在25mL微波反应管中，加入2-甲基萘啶，水杨醛0.5g(4mmol)和10ml乙酸酐，形成 橙红色的溶液，在控制温度130°C，微波功率50W，微波反应40min，用薄层板对反应过程进行 监控;反应结束后，减压浓缩除去溶剂乙酸酐，得油状的粘稠液体，用热的乙醇溶解，再加入 丙酮重结晶，析出黄色粉末，即得2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂，收率35%。结构表征 数据如下：m.p. 164~164Γ JH NMR(500MHz，DMS〇-d6)S: 10.096(s, 1H，-OH)，9.045(m, 1H，J = 5.5Hz,ArH) ,8.411(t,lH,J = 9.5Hz,ArH) ,8.183(d,2H,J=16Hz,-CH = CH-) ,7.864(d, 1H ,J = 8.5Hz,ArH),7.716(d,lH ,J = 7.5Hz,ArH),7.558(m,lH ,J=12Hz,ArH),7.512(d,lH, J = 16.5Hz,-CH=CH-) ,7.196(t,lH,J=15Hz,ArH),6.937(d,lH,J = 8Hz,ArH) ,6.879(t, 1H ,J=15Hz,ArH) ；13C NMR(500MHz ,DMS〇-de)5 :159.10,156.08,155.65,153.75,137.99, 137.16,131.07,130.16,127.77,122.77,121.61,121.57,121.34,119.44,116.08；IR(KBr, cm-1)v:3434,2923,2573,1604,1548,1506,1454,1300,1253,1197,1150,972,832,809,784， 752,630;MS m/z:249.1[M+H]+。
[0115] 实施例2:
[0116] 本发明分析方法中各种试剂的配制方法：
[0117] (1)探针储备液的配制：称取25mg实施例1中制备的探针试剂，N，N_二甲基甲酰胺 溶解并配制成浓度为ο. ImM的N，N-二甲基甲酰胺探针储备液1 OmL;
[0118] 称取25mg实施例1中制备的探针试剂，1，4-二氧六环溶解并配制成浓度为0.1 mM的 1,4-二氧六环探针储备液10mL。
[0119] 称取25mg实施例1中制备的探针试剂，乙腈溶解并配制成浓度为0.1 mM的乙腈探针 储备液10mL。
[0120] (2 )Hg2+储备液配制：称取四水合高氯酸汞90.4mg，用水溶解并配制成浓度为20mM 的溶液1 OmL。
[0121] (3)Ag+储备液配制：称取一水合高氯酸银41.5mg，用水溶解并配制成浓度为20mM 的溶液1 OmL。
[0122] (4)其他金属离子（Li+，Na+，K+，Mg 2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn2+，Al 3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+， Pb2+，Cd2+，La3+)储备液的配制:分别取相应金属离子的高氯酸盐，用水溶解并配制成20mM的 金属离子储备液。
[0123] (5)阴离子储备液配制：
[0124] 荧光光谱法检测Γ时，Γ储备液配制:称取四丁基氟化铵63.Omg，用乙腈溶解，配制 成浓度为2mM的乙腈储备液 100mL;其他阴离子(AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，Γ， NOf)储备液的配制:分别取相应的阴离子四丁基铵盐，用乙腈溶解并配制成2mM的阴离子乙 腈储备液。
[0125] 紫外-可见吸收光谱法检测F时，Γ储备液配制:称取四丁基氟化铵63.Omg，用N，N-二甲基甲酰胺溶解，配制成浓度为2mM的，N-二甲基甲酰胺储备液100mL;其他阴离子(Ac(T， HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，Γ，N〇3-)储备液的配制，分别取相应的阴离子四丁基铵盐， 用N，N-二甲基甲酰胺溶解并配制成2mM的，N-二甲基甲酰胺阴离子储备液。
[0126] 所用试剂为分析纯试剂，试验用水为超纯水。
[0127] 本发明所用紫外-可见分光光度计型号为UV-1800,日本岛津公司生产；焚光分光 光度计型号为Cary Eclipse荧光分光光度计，美国VARIAN公司生产;微波合成系统型号为 Discover SP，美国CEM公司生产。
[0128] 实施例3:荧光光谱法对Hg2+、Ag+、F的检测
[0129] 1、检测 Hg2+:
[0130] 设置荧光激发波长为375nm，在10mL容量瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺探针储备液 (0 · ImM，lmL)后，用N，N-二甲基甲酰胺/H20稀释至刻度，使N，N-二甲基甲酰胺/H20为19/1 (v/ v)，摇匀，制成探针溶液，取溶液3mL于lcm的比色皿中进行荧光光谱测定。在一系列10mL容 量瓶中分别加入N，N-二甲基甲酰胺探针储备液(0.1mM，lmL)后，再分别加入金属离子Hg 2+， Ag+，Li +，Na+，K+，Mg2.，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn 2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn 2+，Pb2+，Cd2+，La3.储备液 (20mM，0·lmL);
[0131] 在N，N-二甲基甲酰胺/H20( v/v，19/1)溶液中，浓度为10μΜ的探针溶液，在375nm波 长激发下，发射475nm的强烈蓝色荧光；分别加入200μΜ金属离子Hg 2+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+， Ba2+，Sr2+，Zn2+，Al3+，Co 2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Pb2+，Cd 2+，Ag+，La3+后，Ag+使探针溶液的焚光有微 弱的降低，只有Hg2+使探针溶液在475nm处的荧光显著降低(具体见图1)。其他金属离子的加 入不改变探针溶液的荧光光谱，表明在此条件下探针溶液对Hg 2+有荧光识别检测作用。
[0132] 在N，N-二甲基甲酰胺/H20(19/l，v/v)溶液中，以375nm为荧光激发波长，取Hg2+储 备液配制成不同浓度的Hg2+溶液，并加入在ΙΟμΜ探针溶液中，得到荧光光谱滴定曲线(具体 见图2)。测定Hg2+浓度变化时探针溶液在475nm处的荧光强度，获得荧光光谱校正曲线(具体 见图3)。由校正曲线的斜率和测定10次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针荧光法检 测Hg 2+的浓度线性范围和检出限列于表1。
[0133] 探针试剂检测Hg2+在475nm处的荧光强度在上述其他金属离子分别作为共存离子 存在于探针试剂_Hg 2+混合溶液中，当加入的共存金属离子浓度与Hg2+浓度相同时，其它金 属离子对探针试剂检测Hg 2+的荧光强度影响的相对偏差在5%以内，不干扰测定(具体见图 4)〇
[0134] 2、检测 Hg2+或 Ag+:
[0135] 设置荧光激发波长为368nm，在10mL容量瓶中加入1，4_二氧六环探针储备液 (0.1 mM，lmL)后，用1，4-二氧六环/水稀释至刻度，使1，4-二氧六环/水为19/1 (v/v)。摇匀， 制成探针溶液，取溶液3mL于1 cm的比色皿中进行荧光光谱测定。在一系列1 OmL容量瓶中分 别加入N，N-二甲基甲酰胺探针储备液(0.1mM，lmL)后，再分别加入金属离子Hg2+，Ag +，Li+， Na+，K+，Mg2.，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn 2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn 2+，Pb2+，Cd2+，La3.储备液（20mM， O.lmL)，进行荧光光谱测定。
[0136] 在1，4-二氧六环/水(v/v，19/1)溶液中，浓度为ΙΟμΜ的探针溶液在368nm波长激发 下，发射430nm的强烈蓝色荧光;分别加入100μΜ金属离子Ag+，Hg 2+，Li +，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2 +，Sr 2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu 2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+，La3+后，Ag+使探针溶液在430nm 处的荧光峰 红移至480nm，强度降低，溶液呈蓝绿色荧光;而Hg2+使探针溶液在430nm处的荧光峰红移至 530nm，强度显著降低，溶液呈黄绿色荧光(具体见图5)。其他金属离子的加入不改变探针溶 液的荧光光谱，表明在此条件下探针对Ag+、Hg 2+有识别检测作用。
[0137] 在1，4_二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中，以368nm为荧光激发波长，取不同量的Ag+ 储备液配制成不同浓度的Ag+溶液，并加入在ΙΟμΜ探针溶液中，得到荧光光谱滴定曲线（具 体图6)。随Ag+溶液的加入，探针溶液在430nm处的荧光峰强度不断降低，在480nm处荧光峰 强度逐渐增强，465nm处有等发射点，480nm与430nm处形成比率荧光。测定Ag+浓度变化时探 针溶液在480nm与430nm处的比率荧光值，获得荧光光谱校正曲线(具体见图7)。由校正曲线 的斜率和测定10次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针荧光法检测Ag+的浓度线性范 围和检出限列于表1。
[0138] 在1，4_二氧六环/水(v/v，19/l)溶液中，以368nm为荧光激发波长，取不同量的Hg2+ 储备液配制成不同浓度的Hg2+溶液，分别加入在浓度为ΙΟμΜ探针溶液中，得到荧光光谱滴定 曲线（具体见图9)。随Hg 2+溶液的加入，探针溶液在430nm处的荧光峰强度不断降低，而在 530nm处荧光峰强度逐渐增强，500nm处有等发射点，530nm与430nm处形成比率荧光。测定 Hg2+浓度变化时探针溶液在530nm与430nm处的比率荧光值，获得荧光光谱校正曲线(具体见 图10)。由校正曲线的斜率和测定10次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针荧光法检测 Hg2+的浓度线性范围和检出限列于表1。
[0139] 探针溶液检测Ag+的比率荧光强度在上述其他金属离子分别作为共存离子存在于 探针-Ag+混合溶液中，当加入的共存金属离子浓度与Ag+浓度相当时，除Hg 2+有较大影响外， 其他金属离子对检测Ag+的比率荧光强度影响的相对偏差在5%以内，不干扰测定(具体见 图8)。
[0140] 探针溶液检测Hg2+的比率荧光强度在上述其他金属离子分别作为共存离子存在于 探针-Hg2+混合溶液中，当加入包括Ag+在内的共存金属离子浓度与Hg 2+浓度相当时，对检测 Hg2+的比率荧光强度影响的相对偏差在5%以内，不干扰测定(具体见图11)。
[0141] 3、检测 F-
[0142] 设置荧光激发波长为355nm，在10mL容量瓶中加入乙腈探针储备液(0.1mM，2mL) 后，用乙腈稀释刻度，摇匀，制成探针溶液，取溶液约3mL于lcm的比色皿中进行光谱测定。在 一系列10mL容量瓶中分别加入探针溶液(0.1 mM，2mL)后，再分别加入阴离子F-，AcO-，HS〇4一， H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，Γ，N〇3-(2mM，2mL)，用乙腈稀释至刻度，摇匀，进行荧光光谱测 定。
[0143] 在乙腈溶液中，浓度为20μΜ的探针溶液在355nm波长激发下，发射460nm的强烈蓝 色荧光；分别加入400μΜ 阴离子(F-，AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，Γ，N〇3-后，F-使探 针溶液在460nm的荧光强度显著降低，在650nm出现新的荧光峰，595nm处有等发射点，460nm 与650nm处形成比率荧光。溶液呈现浅粉红色荧光(具体见图12)。其他阴离子的加入不改变 探针的荧光光谱，表明在此条件下探针对Γ有识别检测作用。
[0144] 在乙腈溶液中，以355nm为荧光激发波长，取Hg2+储备液配制成不同浓度的Hg2+溶 液，并加入浓度为20 (M探针溶液中得到荧光光谱滴定曲线（具体图13)。测定F浓度变化时 探针溶液在460nm与650nm处的比率荧光值，获得荧光校正曲线（具体图14)。由校正曲线的 斜率和测定10次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针荧光法检测F的浓度线性范围和 检出限列于表1。
[0145] 探针溶液检测F在460nm与650nm处的比率荧光强度在上述其他阴离子分别作为 共存离子存在于探针混合溶液中，当加入的共存阴离子浓度与F浓度相当时，其他阴离 子对检测Γ的比率荧光强度影响的相对偏差在5%以内，不干扰测定(具体图15)。
[0146] 表1探针荧光光谱法检测Hg2+、Ag+、F的分析参数
[0148] 实施例4:
[0149] 紫外-可见吸收光谱法对Hg2+、r的检测
[0150] (1)在10mL容量瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺探针储备液(0 · ImM，2mL)，用N，N-二甲 基甲酰胺/H20稀释至刻度，使N，N-二甲基甲酰胺/H20为2/3(v/v)，摇匀，制成探针溶液，取溶 液约3mL于1 cm的比色皿中进行紫外光谱测定。在一系列10mL容量瓶中分别加入N，N-二甲基 甲酰胺探针储备液(0.1mM，2mL)后，再分别加入金属离子(Hg2+，Ag+，Li +，Na+，K+，Mg2+，Ca2+， Ba2+，Sr2+，Zn2+，Al3+，Co 2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Pb2+，Cd 2+，La3+)储备液（20mM，0 · lmL)，用N，N-二甲 基甲酰胺/H20稀释至刻度，使N，N-二甲基甲酰胺/H20为2/3(v/v)，摇匀，取溶液约3mL于lcm 的比色皿中进行紫外-可见吸收光谱测定。
[0151] 在N，N-二甲基甲酰胺/H20为2/3(v/v)溶液中，浓度为20μΜ的探针溶液在270nm和 360nm 处有吸收峰；分别加入200μΜ 金属离子(Hg2+，Ag+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba 2+，Sr2+，Zn2 +，八13+，〇)2+，附2+，〇12+，211 2+，？132+，0(12+，1^3+)后，只有取 2+使探针溶液在27011111处的吸收峰红 移至290nm处，而360nm处的吸收峰红移到400nm，同时在280nm、310nm和385nm处出现三个等 吸收点，400nm与360nm处形成比率吸收，溶液呈黄色(具体见图16)。其他金属离子的加入不 改变探针的吸收光谱，表明在此条件下探针对Hg 2+有识别检测作用。
[0152]取Hg2+储备液配制成不同浓度的Hg2+溶液，并加入浓度为20μΜ的探针溶液中，得到 紫外-可见吸收光谱滴定曲线(具体见图17)。测定Hg2+溶液浓度变化时探针在400nm与360nm 处的比率吸收值，获得紫外-可见吸收校正曲线(具体见图18)。由校正曲线的斜率和测定10 次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针比率吸收法检测Hg 2+的浓度线性范围和检出限 列于表2。
[0153] 探针溶液检测Hg2+在400nm与360nm处的比率荧光强度在上述其他金属离子分别作 为共存离子存在于探针_Hg 2+混合溶液中，当加入的共存金属离子浓度与Hg2+浓度相当时， 其他金属离子对检测Hg 2+的比率荧光强度影响的相对偏差在5%以内，不干扰测定(具体见 图 19)。
[0154] (2)在10mL容量瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺探针储备液(0 · ImM，2mL)，用N，N-二甲 基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，制成探针溶液，取溶液3mL于lcm的比色皿中进行紫外光谱测 定。在一系列1 OmL容量瓶中分别加入N，N-二甲基甲酰胺探针储备液(0.1 mM，2mL)后，再分别 加入阴离子(F-，AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，C1 〇4-，CΓ，Br -，Γ，N〇3-)储备液（2mM，lmL)，用N，N-二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，取溶液约3mL于lcm的比色皿中进行紫外-可见吸收光谱测 定。
[0155] N，N-二甲基甲酰胺溶液中，浓度为20μΜ的探针溶液270nm和360nm处有吸收峰;分 别加入200μΜ 阴离子(F-，AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，Γ，N〇3-)后，只有F-使探针在 36Onm和27Onm处的吸收峰逐渐减弱，在5OOnm处出现新吸收峰，395nm处出现等吸收点， 500nm与360nm处形成比率吸收，溶液呈黄色（具体见图20)。其他阴离子的加入不改变探针 溶液的吸收荧光光谱，表明在此条件下探针溶液对Γ有识别检测作用。
[0156] 取F储备液，配制成不同浓度的F溶液，并分别加入浓度为20μΜ的探针溶液中，得 到紫外-可见吸收光谱滴定曲线（具体见图21)。测定F浓度变化时探针溶液在360nm与 500nm处的比率吸收值，获得紫外-可见吸收校正曲线（具体见图22)。由校正曲线的斜率和 测定10次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针溶液比率吸收法检测Γ的浓度线性范围 和检出限列于表2。
[0157] 探针溶液检测F在360nm与500nm处的比率吸光度在上述其他阴离子分别作为共 存离子存在于探针-F混合溶液中，当加入的共存阴离子浓度与Γ浓度相当时，其他阴离子 对检测Γ的比率吸光度影响的相对偏差在5%以内，不干扰测定(具体见图23)。
[0158] 表2探针紫外-可见吸收光谱法检测Hg2+、F的分析参数
[0159]
[0160] 实施例5:
[0161] 目视法定性检测Hg2+、Ag+以及F-离子
[0162] (1)在365nm紫外灯下，浓度为ΙΟμΜ的探针溶液呈蓝色荧光;加入50μΜ的Hg2+后探针 溶液荧光立即猝灭;而分别加入50μΜ的其他金属离子Ag+，Li +，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+， Zn2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu 2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+，Ag+，La 3+后，探针溶液仍然呈蓝色荧光，无荧光猝 灭现象(具体见图24)，由此可目视检测浓度大于等于50μΜ的Hg 2+;所述探针溶液这样配制： 取探针试剂(按实施例1进行制备），用N，N-二甲基甲酰胺配制储备液，再用N，N-二甲基甲酰 胺/水(v/v，19/1)稀释，制成浓度为1 ΟμΜ的探针溶液。
[0163] (2)365nm紫外灯下，浓度为ΙΟμΜ的探针溶液呈蓝色荧光；加入100μΜ的Ag+后探针 溶液呈蓝绿色荧光;加入50μΜ的Hg 2+后探针溶液呈黄绿色荧光；而分别加入100μΜ的其他金 属离子 Li+，Na+，Κ+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Zn 2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn 2+，Pb2+，Cd2+，La3+后，探 针溶液仍然呈蓝色荧光(具体见图25)，由此可目视检测浓度大于等于100μΜ的Ag+和50μΜ的 Hg2+;所述探针溶液这样配制:取探针试剂(按实施例1进行制备），用1，4-二氧六环配制储备 液，再用1，4-二氧六环/水(v/v，19/1)稀释，制成浓度为ΙΟμΜ的探针溶液。
[0164] (3)365nm紫外灯下，浓度为20μΜ的探针溶液的乙腈溶液呈蓝色荧光;加入400μΜ的 F 一后探针溶液呈浅粉色荧光;而分别加入400μΜ的其他阴离子Ac0_，HS〇4_，H2P〇4_，PF6_，Cl〇4 一， (：1'8厂，1、勵厂后，探针溶液仍然呈蓝色荧光(具体见图26)，由此可目视检测浓度大于等于 400μΜ的F;所述探针溶液这样配制：取探针试剂（按实施例1进行制备），用乙腈配制储备 液，再用乙腈稀释制成浓度为20μΜ的探针溶液。
[0165] (4)日光下，浓度为20μΜ的探针溶液呈无色;加入ΙΟμΜ的Hg2+后探针溶液呈黄色;而 分别加入 1〇μΜ 的其他金属离子 Ag+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca 2+，Ba2+，Sr2+、Zn2+、Al3+、Co 2+，Ni2+，Cu2 +，Zn2+，Pb2+，Cd2+，La3+后，探针溶液仍然呈无色(具体见图27)，由此可目视检测浓度大于等 于ΙΟμΜ的Hg 2+;所述探针溶液这样配制:取探针试剂(按实施例1进行制备），用N，N-二甲基甲 酰胺配制储备液，再用N，N-二甲基甲酰胺/水(2/3，v/v)稀释，制成浓度为20μΜ的探针溶液。
[0166] (5)日光下，浓度为ΙΟμΜ的探针溶液呈无色；加入ΙΟμΜ的F后探针溶液呈黄色；分 别加入1〇μΜ的其他阴离子AcO-，HS〇4-，H 2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，Γ，Ν03-后，探针溶液仍然 呈无色(具体见图28)，由此可目视检测浓度大于等于ΙΟμΜ的F;所述探针溶液这样配制：取 探针试剂(按实施例1进行制备），用N，N-二甲基甲酰胺配制储备液，再用N，N-二甲基甲酰胺 稀释，制成浓度为?〇μΜ的探针溶液。
【主权项】
1. 一种2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂，其特征在于:所述探针试剂的化学结构式 为：2. 如权利要求1所述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂，其特征在于:所述探针试 剂主要由按重量份计算的浓硫酸35-45份、间硝基苯磺酸钠15-22份、硼酸1-5份、FeS〇4 ? 7H20 1 -2份、2-氨基-6-甲基吡啶1 -8份、水杨醛0.1 -1份以及按体积份计算的丙三醇8-16份 和乙酸酐5-15份制备而成。3. 如权利要求2所述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂，其特征在于:所述探针试 剂主要由按重量份计算的浓硫酸41份、间硝基苯磺酸钠17.5份、硼酸2.4份、FeS〇4 ? 7出0 1.4份、2-氨基-6-甲基吡啶4.32份、水杨醛0.51份以及按体积份计算的丙三醇12.5份和乙 酸酐10份制备而成。4. 一种如权利要求1-3中任一项所述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的制备方 法，其特征在于:按照以下路线合成：5. 如权利要求4所述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的制备方法，其特征在于： 所述探针试剂主要以2-氨基-6-甲基吡啶、丙三醇为原料，先制备中间体2-甲基萘啶，再由 2-甲基萘啶与水杨醛缩合反应得到。6. 如权利要求5所述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤： a. 中间体2-甲基萘啶的合成： 冰浴条件下，在三口瓶中加入浓H2S04，搅拌下依次加入间硝基苯磺酸钠、硼酸、FeS0 4 ? 7出0、丙三醇和2-氨基-6-甲基吡啶，混匀后再加入48-52°C的温水，在133-137°C下回流2-3h，冷却至室温，用48-52 %的NaOH溶液调至碱性，抽滤，水溶液用氯仿萃取2-4次，有机层干 燥，旋蒸除去溶剂，得粗品，用环己烷重结晶粗品，即得2-甲基萘啶； b. 2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶的合成： 将上述2-甲基萘啶置于微波反应管中，加入2-甲基萘啶，用乙酸酐溶解，在温度125-135 °C下，控制微波功率40-60W，微波反应35-45min，反应结束后，减压浓缩除去溶剂乙酸 酐，得油状的粘稠液体，用热乙醇溶解，再加入丙酮重结晶，析出黄色粉末，即得2_(2'_羟基 苯乙烯基)萘啶。7. -种如权利要求1-3中任一项所述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的应用，其 特征在于:包括 (1) 作为荧光光谱法或紫外-可见吸收光谱法中用于检测溶液中微量Hg2+、Ag+以及F的 荧光探针试剂或比色探针试剂； (2) 用于目视法中定性检测Hg2+、Ag+以及F。8. 如权利要求7所述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的应用，其特征在于:作为 荧光光谱法或紫外-可见吸收光谱法中用于检测溶液中微量Hg 2+、Ag+以及F的荧光探针试 剂或比色探针试剂时，检测Hg2+、Ag+及r的方法为： (1) 荧光光谱法检测Hg2+:在体积比为19/1的N，N-二甲基甲酰胺/水的溶液中，以375nm 为荧光激发波长，探针在475nm处的荧光强度降低与Hg 2+浓度呈线性关系，用校正曲线法检 测Hg2+，Hg2+浓度的线性范围为0.9-12. OyM，检测限为34.6nM; (2) 紫外-可见吸收光谱法检测Hg2+:在体积比为2/3的N，N-二甲基甲酰胺/水的溶液中， 探针在400nm与360nm的比率吸光度值与Hg 2+浓度呈线性关系，用校正曲线法检测Hg2+，Hg2+ 浓度的线性范围为1.〇_1〇.〇1^，检测限为0.821^; (3) 荧光光谱法检测Ag+:在体积比为19/1的1,4-二氧六环/水的溶液中，以368nm为荧光 激发波长，探针在480nm与430nm的比率荧光强度值与Ag+浓度呈线性关系，用校正曲线法检 测Ag+，Ag+浓度的线性范围为0.8-10.0 yM，检测限为49.7nM; (4) 荧光光谱法检测Hg2+:在体积比为19/1的1,4-二氧六环/水溶液中，以368nm为荧光 激发波长，探针在530nm与430nm的比率荧光强度值与Hg 2+浓度呈线性关，用校正曲线法检测 Hg2+，Hg2+浓度的线性范围为0.7-10.0處，检测限为30.5恤 ； (5) 荧光光谱法检测F:在乙腈溶液中，以355nm为荧光激发波长，探针在460nm与650nm 的比率荧光强度值与F浓度呈线性关系，用校正曲线法检测F，F浓度的线性范围为1.6-22.0yM，检测限为 0.41yM; (6) 紫外-可见吸收光谱法检测r:在N，N-二甲基甲酰胺溶液中，探针在360nm与500nm的 比率吸光度值与F浓度呈正比关系，用校正曲线法检测F，F浓度的线性范围为1.8-19.0y M，检测限为0.47yM。9. 如权利要求8所述的2-(2羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的应用，其特征在于： 所述（1)在体积比为19/1的N，N-二甲基甲酰胺/水的溶液中荧光光谱法检测Hg2+时，其 他共存金属离子为 Ag+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr 2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu 2+，Zn2+，Pb2+， Cd2+，La 3+之一，在浓度与Hg2+相同时，对Hg2+测定不干扰； 所述(2)在体积比为2/3的N，N-二甲基甲酰胺/水的溶液中紫外-可见吸收光谱法检测 Hg2+时，其他共存金属离子为 Ag+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr 2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu 2+， Zn2+，Pb2+，Cd2+，La 3+之一，在浓度与Hg2+相同时，对Hg2+测定不干扰； 所述(3)在体积比为19/1的1，4-二氧六环/水的溶液中荧光光谱法检测Ag+时，其他共存 金属离子为 Hg2+，Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Sr 2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni2+，Cu 2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+， La 3+之一，在浓度与Ag+相同时，对Ag+的测定不干扰； 所述(4)在体积比为19/1的1,4-二氧六环/水溶液中荧光光谱法检测Hg2+时，其他共存 金属离子为 Ag+，Li +，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba 2+，Sr2+，Zn2+，Al3+，Co2+，Ni 2+，Cu2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+， La 3+之一，在浓度与Hg2+相同时，对Hg2+的测定不干扰； 所述（5)在乙腈溶液中荧光光谱法检测F飞寸，其他共存阴离子为Ac(T，HS〇4_，H2P〇4一， PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，I-，N〇3-之一，在浓度与F-相同时，对F-的测定不干扰； 所述(6)在N，N-二甲基甲酰胺溶液中紫外-可见吸收光谱法检测F时，其他共存阴离子 为 AcO-，HS〇4-，H2P〇4-，PF6-，Cl〇4-，Cl-，Br-，I-，N0 3-之一，在浓度与 F-相同时，对F-的测定不干 扰。10.如权利要求7所述的2-(2'_羟基苯乙烯基)萘啶探针试剂的应用，其特征在于：用目 视法定性检测Hg2+、Ag+以及r时，检测方法包括： (1) 在体积比为19/1的N，N-二甲基甲酰胺/水的溶液中，365nm紫外灯下，探针溶液呈蓝 色荧光，Hg2+的加入使探针溶液蓝色荧光消失，上述其他金属离子无此现象，可目视检测浓 度大于等于50yM的Hg 2+; (2) 在体积比为2/3的N，N-二甲基甲酰胺/水的溶液中，日光下，探针溶液呈无色，Hg2+的 加入使探针溶液由无色变为黄色，上述其他金属离子无此现象，可目视检测浓度大于等于 10虚的 Hg2+; (3) 在体积比为19 /1的1，4 -二氧六环/水溶液中，3 6 5 n m紫外灯下，探针溶液呈蓝色荧 光，Ag+的加入使探针溶液荧光由蓝色变为蓝绿色，可目视检测浓度大于等于lOOiiM的Ag+; (4) 在体积比为19/1的1，4-二氧六环/水溶液中，365nm紫外灯下，探针溶液呈蓝色荧 光，Hg2+的加入使探针溶液荧光由蓝色变为黄绿色，上述其他金属离子无此现象，可目视检 测浓度大于等于50yM的Hg 2+; (5) 在乙腈溶液中，365nm紫外灯下，探针溶液呈蓝色荧光，F的加入使探针溶液荧光由 蓝色变为浅粉红色，上述其他阴离子无此现象，由此可目视检测浓度大于等于400iiM的F; (6) 在N，N-二甲基甲酰胺溶液中，日光下，探针溶液呈无色，F的加入使探针溶液由无色 变为黄色，上述其他阴离子无此现象，由此可目视检测浓度大于等于l〇yM的F'
【文档编号】G01N21/31GK106045996SQ201610410732
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】曾晞, 阮琴, 牟兰, 李钊, 张红
【申请人】贵州大学