一种基于8-羟基喹啉配位的可逆的Cu2+荧光探针的性能研究(4)

2019-03-23 14:49

条件:V乙醇:VH2O=7:3,cprobe=5×10-4 mol/L,cMn+=3×10-2 mol/L,总体积3 mL。

表3 竞争实验各溶液配置如下

样品管号 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Mn+ 空白 Ag+ Al3+ Ca2+ Cd2+ Co2+ Cr2+ Fe2+ Fe3+ K+ Mg2 Na+ Zn2+

VProbe/mL 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09

V乙醇/mL 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01

Vtris-HCl/mL VCu2+/mL 0.84 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78

0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06

V Mn+/mL 0 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06

3.4.2 光谱性质

50FL.intensity(a,u4030201001234567 8910111213

图6化合物3 (10 μM)与不同金属离子(40 equiv)的荧光反应 (1-13分别代表Cu2+, Ag+, Al3+, Ca2+, Cd2+, Co2+, Cr2+, Fe2+, Fe3+, K+, Mg2+, Na+, Zn2+)

在化合物3 -Cu2+络合物溶液中,加入相同物质的量的一系列常见金属阳离子溶液,因Cu2+与化合物3络合相对其余金属离子较强,在上述选择性实验中,掩蔽铁、铬、铝离子的影响,各组溶液荧光吸收强度差别不大,说明其余干扰离子的存在不影响其荧光探针对Cu2+的检测。

12

3.5 pH的影响

3.5.1 溶液配制

条件:V乙醇:VH2O=7:3,cprobe=5×10-4 mol/L,cCu2+=3×10-2 mol/L,总体积3 mL

表4 pH影响实验各溶液配置如下

样品管号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

pH值 3.00 3.55 4.01 4.45 5.05 5.51 6.00 6.53 7.02 7.48 8.01 8.50 9.00

VProbe/mL 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09

V乙醇/mL 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01

Vtris-HCl/mL 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84

3.5.2 光谱性质

50FL.intensity(a,u)4030201004.04.55.05.56.06.57.07.5pH

图7 pH与溶液荧光强度的关系

用稀盐酸和氢氧化钠调节tris-HCl缓冲溶液的pH值,用PHS-3E型pH计准确测定其值,配制以上溶液后,在日立F-2500荧光分光光度计下进行测定,由图可知,在pH为4.45~7.48之间溶液的荧光强度相差不大,比较稳定。故可知,此化合物3检测Cu2+

13

的适宜pH范围为4.45~7.48。

3.6 反应机理的探讨

3.6.1 溶液配制

条件:V乙醇:VH2O=7:3,cprobe=5×10-4 mol/L,cCu2+=3×10-2 mol/L,总体积3 mL。

表5 Job-Plot曲线实验各溶液配置如下

比例 1:9

2:8 3:7 4:6 5:5 6:4 7:3 8:2 9:1

VProbe/mL 0.006 0.012 0.018 0.024 0.030 0.036 0.042 0.048 0.054

V乙醇/mL 2.094 2.088 2.082 2.076 2.07 2.064 2.058 2.052 2.046

V铜离子(0.003M)

0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01

Vtris-HCl/mL 0.21 0.22 0.23 0.2 4 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29

条件:V乙醇:VH2O=7:3,cprobe=5×10-4 mol/L,cS2-=3×10-2 mol/L,总体积3 mL。

表6 可逆性实验各溶液配置如下

样品管号

1

2

VProbe/mL 0.09 0.09

V乙醇/mL 2.01 2.01

Vtris-HCl/mL VCu2+/mL 0.84 0.78

0.06 0.06

VS2-/mL 0 0.06

3.6.2 光谱性质

FL.intensity(a,u)322416801:92:83:74:65:56:47:38:29:1Mole fraction of Cu2+

图8 室温下,在EtOH /Tris (7:3, v/v), pH=7.00条件下用工作曲线法分析化合物3和Cu2+

14

6050FL.intensity(a,u)403020100550600Cu2+Cu2++S2-650Wavelength/nm

图9 溶液荧光强度的变化:化合物3 (10 μM)+ Cu2+(40 eq);化合物3 (10 μM)+ Cu2+(80 eq)+S2-

由图8可知,当溶液中Cu2+与化合物3之比小于5:5时,随着化合物3与Cu2+的比例的增加,溶液的荧光强度逐渐增大;当溶液中Cu2+与化合物3之比大于5:5时,随着化合物3与Cu2+的比例的增加,溶液的荧光强度迅速减小,所以可以确定Cu2+与探针是1:1配位。为了进一步讨论化合物3的可逆性,我们在EtOH /Tris (7:3, v/v, pH=7.00) 溶液中存在10 μM的探针和40当量的Cu2+,测试其荧光强度,毫不例外荧光强度增强,然后加入过量的S2-再测试其荧光强度(图9),发现几乎没有了荧光,结果表明化合物3键合铜离子的过程是可逆的,说明此铜离子与化合物3发生了配位作用。可能的键合模型如图10。

HOONNNOCu2+NNONNONNON 图10 加入Cu2+后化合物3的荧光变化键合模型

3. 结论

(1)这种8-羟基喹啉配位的荧光探针是一种典型的“naked-eye”探针,具有紫红色的荧光效应,能够很好地溶解于无水乙醇当中;

15

(2)在pH为4.45~7.48的范围内,这种探针对铜离子的选择性和灵敏性高,是一种较好的检测铜离子的荧光探针;

(3)这是一种可逆反应型的铜离子探针。 参考文献

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16

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致 谢

在本论文的写作过程中,我的导师XX老师倾注了大量的心血,从选题到开题报告,从写作提纲,到一遍又一遍地指出每次稿中的具体问题,严格把关,循循善诱,在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。写作毕业论文是一次再系统学习的过程,在这期间,我学到了很多,毕业论文的完成,同样也意味着新的学习生活的开始,我相信这会感染我一生。再次谢谢你,王老师!

同时感谢化学与环境工程学院其他老师在我做毕业论文的过程中提供的无私帮助,是你们的不吝教诲,使我完成了这篇论文,再次谢谢你们。最后还要感谢给过我帮助的化学与环境工程学院的学友们,谢谢!

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