CN114479104A - 一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂及检测方法 - Google Patents

一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于可视化试纸串联检测无机磷酸(Pi)和邻苯二胺(OPD)的试剂，所述试剂的制备方法如下：将6‑羟基‑1‑四酮加入浓硫酸溶液中，冷却至0℃，然后加入4‑(二乙基氨基)水杨醛，进行回流反应，冷却后萃取得到沉淀，经硅胶柱色谱纯化得到HTD；将Co(NO3)2·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O溶于无水甲醇中，然后在上述混合溶液中加入2‑甲基咪唑溶液和HTD，静置孵化，反应结束后，用甲醇溶液反复离心洗涤，干燥得到目标产物CoZnZIF@HTD。通过荧光分光光度计可以实现对Pi和邻苯二胺的连续性检测。该检测过程简便、灵敏、快速，结果准确。

Description

一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂及检测方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂及检测方法。
背景技术
最新研究表明，无机磷酸盐(Phosphate,Pi)作为生物体内必需的电解质之一，不仅参与维持机体磷酸盐平衡的过程，而且可以为水生植物生长提供所需营养。值得注意的是，血液中较高的Pi与许多心血管并发症有直接关系，因此合理摄入Pi是值得考虑的问题。而邻苯二胺(OPD)作为一种芳香胺，是重要的有机合成中间体，主要用于聚合物、农药、染料等的制备。芳香胺具有致癌性，具有引起基因突变的潜在风险。当人体内邻苯二胺含量超过正常水平，人们的身体健康就会受到影响，当然，工业生产中过量的邻苯二胺排放也会污染环境。因此，开发一种快速检测Pi和邻苯二胺的试剂具有重大的研究意义。
目前可以连续性检测这两种待测物的探针还尚未开发。因此开发一种基于可视化试纸检测Pi和邻苯二胺的试剂显得尤为重要。
在本发明合成了一种基于CoZn-MOF的化合物，基于不同的机理对实现Pi和邻苯二胺的连续性检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成简单、操作方便、可视化定量检测Pi和邻苯二胺的试剂。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，制备方法包括如下步骤：
1)HTD的制备：将6-羟基-1-四酮加入浓硫酸溶液中，冷却至0℃，然后加入4-(二乙基氨基)水杨醛，进行回流反应，冷却到25℃后，用冰块冷却，萃取后得到沉淀，经硅胶柱色谱纯化得到HTD；
2)CoZn ZIF@HTD的制备：将Co(NO3)2·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O溶于无水甲醇中，然后在上述混合溶液中加入2-甲基咪唑溶液和HTD，将混合物进行静置孵化，反应结束后，将产物转移到离心管中，用甲醇溶液反复离心洗涤，干燥得到目标产物CoZn ZIF@HTD。
上述的一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，步骤1)中，回流的温度为90℃，回流时间为7h。
上述的一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，步骤1)中，采用CH2Cl2和CH3OH进行萃取，按体积比，CH2Cl2：CH3OH＝10:1。
上述的一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，步骤2)中，Co(NO3)2·6H2O：Zn(NO3)2·6H2O：2-甲基咪唑溶液：HTD＝1mmol:1mmol:4mmol:20mg。
上述的一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，步骤2)中，孵化温度为室温，孵化时间为24h。
一种可视化串联检测Pi和邻苯二胺的方法，方法如下，将滤纸浸入到CoZn ZIF@HTD的水溶液中，浸泡后晾干得到探针试纸，将探针试纸放入到含有Pi和邻苯二胺的待测溶液中进行检测，显色情况于标准卡卡片进行比对，从而推断出体系中Pi和邻苯二胺的浓度。
上述的一种可视化串联检测Pi和邻苯二胺的方法，CoZn ZIF@HTD溶液的浓度为3mg/mL。
本发明所述的CoZn ZIF@HTD可基于可视化试纸实现对Pi和邻苯二胺的检测。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
1、检测体系成本低廉，且两步就可合成；
2、本发明的检测方法，实现了对Pi和邻苯二胺的连续性检测；
3、检测手段简单，只需要借助荧光光谱仪即可实现；
4、两种目标物的荧光变化现象明显不同；
5、可提供可视化试纸检测。
附图说明
图1是CoZnZIF@HTD的结构示意图
图2是CoZnZIF@HTD的TEM示意图。
图3a是CoZn ZIF@HTD与Pi响应的荧光发射图。
图3b是CoZn ZIF@HTD与Pi响应的工作曲线。
图4a是CoZn ZIF@HTD/Pi与邻苯二胺响应的荧光发射图。
图4b是CoZn ZIF@HTD/Pi与邻苯二胺响应的工作曲线(0-60μM)。
图4c是CoZn ZIF@HTD/Pi与邻苯二胺响应的工作曲线(60-180μM)。
图5是CoZn ZIF@HTD基于可视化试纸对Pi和邻苯二胺进行检测。
具体实施方式
实施例1
(1)10-(二乙氨基)[c]-3-羟基-5，6-苯并二氢[c]氧杂蒽(HTD):将6-羟基-1-四酮(0.9g,4.05mmol)加入浓硫酸(3mL)溶液中，冷却至0℃。然后加入4-(二乙基氨基)水杨醛(1.176g,6.09mmol)，在90℃下回流7h，冷却到25℃后，用60g冰块冷却得到的样品，最后用CH2Cl2/CH3OH(v/v 10:1)萃取后得到沉淀，经硅胶柱色谱(CH2Cl2/CH3O)纯化得到目标分子HTD。
(2)CoZn ZIF@HTD：将Co(NO3)2·6H2O(1mmol)和Zn(NO3)2·6H2O(1mmol)溶于30mL无水甲醇中，然后在上述混合溶液中加入2-甲基咪唑溶液(4mmol)和HTD(20mg)。最终混合物在室温下无扰动静置孵化24h。反应结束后，将产物转移到离心管中，用甲醇溶液反复离心洗涤三次。最后将洗涤好的产物放入真空烘箱中，60℃下干燥24h得到目标产物CoZnZIF@HTD。结构式如图1所示，图2是CoZn ZIF@HTD的TEM图。
实施例2
用微量进样器向含有CoZn ZIF@HTD原液的比色皿中加入Pi，边加样品边在荧光分光光度仪上进行波谱记录，随着Pi的加入620nm处荧光强度逐渐增强，Pi加入的浓度为(0、50、100、150、200、250μM)，荧光光谱上I620相对荧光强度为(157、281、424、580、692781a.u)。接着以Pi浓度为横坐标，以I620处荧光强度为纵坐标绘制图(见图3)，得到Pi检测工作曲线；线性回归方程为：Y＝2.5765c+163.7619，c的单位为10-6mol/L。荧光发射图和线性回归方程见图3a和图3b，得到标准卡片。
用微量进样器向含有CoZn ZIF@HTD/Pi的比色皿中加入邻苯二胺，边加样品边在荧光分光光度仪上进行波谱记录，随着邻苯二胺的加入，CoZn ZIF@HTD/Pi的光谱也发生了相应的变化，整个荧光变化按照邻苯二胺的加入量(0-60μM和60-180μM)分为两个阶段(见图4a)。邻苯二胺加入浓度为(0、10、20、30、40、50、60μM)时，CoZn ZIF@HTD/Pi在567nm处荧光强度逐渐减弱而620nm处荧光增强，荧光光谱上I567/I620相对的荧光强度比值为(0.109,0.226,0.369,0.521,0.701)，接着以邻苯二胺浓度为横坐标，以荧光强度比值I567/I620为纵坐标绘制图(见图4b)，如此绘制邻苯二胺第一阶段检测工作曲线；线性回归方程为I567/I620＝0.0069c+0.1044，c的单位为10-6mol/L。当加入的邻苯二胺浓度超过60μM时，正式进入第二阶段光谱变化，加入的邻苯二胺浓度为(60、80、100、120、140、160、180μM)时，荧光光谱上I567相对应的荧光强度为(382，572，788，978，1179，1347，1534，1713，1863a.u.)，接着以邻苯二胺浓度为横坐标，以荧光强度比值I567为纵坐标绘制图(见图4c)，如此绘制关于邻苯二胺第二阶段的检测工作曲线；线性回归方程为I567＝12.6898c-370.2601，c的单位为10- 6mol/L。荧光发射图和线性回归方程见图4a,图4b和图4c，得到标准曲线。
将2×2cm2的滤纸浸入均匀的CoZn ZIF@HTD溶液(3mg/mL)中浸泡6min后晾干。然后，将不同浓度分析物(Pi和邻苯二胺)溶液依次均匀地喷涂在制备好的探针试纸上，干燥，并在365nm手提式紫外灯下拍照。Pi:加入的浓度依次为(0.03mM,0.09mM,0.15mM and0.6mM，标准卡片)，可以看到试纸由最初的浅紫色变为浅粉色，直至最后变为重粉色；邻苯二胺：加入的浓度依次为(0.02mM,0.07mM,0.1mM,0.4mM and 0.8mM，标准卡片)，试纸颜色随着加入的Pi和邻苯二胺呈现出可视化变化，可以看到试纸由最初的重粉色变为浅橘色，直至最后变为亮黄色。将试纸放入待测溶液中进行测试，与标准卡片进行颜色对比确定Pi和邻苯二胺的浓度。检测原理图见图5。

Claims (7)

1.一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
1)HTD的制备：将6-羟基-1-四酮加入浓硫酸溶液中，冷却至0℃，然后加入4-(二乙基氨基)水杨醛，进行回流反应，冷却到25℃后，用冰块冷却，萃取后得到沉淀，经硅胶柱色谱纯化得到HTD；
2)CoZn ZIF@HTD的制备：将Co(NO3)2·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O溶于无水甲醇中，然后在上述混合溶液中加入2-甲基咪唑溶液和HTD，将混合物进行静置孵化，反应结束后，将产物转移到离心管中，用甲醇溶液反复离心洗涤，干燥得到目标产物CoZn ZIF@HTD。
2.根据权利要求1所述的一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，其特征在于，步骤1)中，回流的温度为90℃，回流时间为7h。
3.根据权利要求1所述的一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，其特征在于，步骤1)中，采用CH2Cl2和CH3OH进行萃取，按体积比，CH2Cl2：CH3OH＝10:1。
4.根据权利要求1所述的一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，其特征在于，步骤2)中，Co(NO3)2·6H2O：Zn(NO3)2·6H2O：2-甲基咪唑溶液：HTD＝1mmol:1mmol:4mmol:20mg。
5.根据权利要求1所述的一种基于可视化串联检测Pi和邻苯二胺的试剂，其特征在于，步骤2)中，孵化温度为室温，孵化时间为24h。
6.一种可视化串联检测Pi和邻苯二胺的方法，其特征在于，方法如下，将滤纸浸入到CoZn ZIF@HTD的水溶液中，浸泡后晾干得到探针试纸，将探针试纸放入到含有Pi和邻苯二胺的待测溶液中进行检测，显色情况于标准卡片进行比对，从而推断出体系中Pi和邻苯二胺的浓度。
7.根据权利要求6所述的一种可视化串联检测Pi和邻苯二胺的方法，其特征在于，CoZnZIF@HTD溶液的浓度为3mg/mL。
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