CN116003421A

CN116003421A - 八元瓜环基超分子荧光配合物及其检测三硝基苯酚的应用

Info

Publication number: CN116003421A
Application number: CN202211422469.5A
Authority: CN
Inventors: 肖昕; 胡剑航; 白青鸿; 袁星玥; 候润新; 刘志念; 黄英
Original assignee: Guizhou University
Current assignee: Guizhou University
Priority date: 2022-11-14
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-04-25

Abstract

本发明公开了一种八元瓜环基超分子荧光配合物及其检测三硝基苯酚的应用。所述的配合物是由八元瓜环水溶液和1,3,5‑三[4‑(1‑丁基吡啶‑1‑鎓‑4‑基)苯基]苯水溶液制备而成。本发明的超分子荧光配合物能够实现对三硝基苯酚的检测，且具有选择性好、灵敏度高、检测限低的特点，此外，本发明的超分子荧光配合物还具有制备方法简单的特点。

Description

八元瓜环基超分子荧光配合物及其检测三硝基苯酚的应用

技术领域

本发明涉及超分子荧光配合物及其应用，特别是八元瓜环基超分子荧光配合物及其检测三硝基苯酚的应用。

背景技术

三硝基苯酚(PA)是一种常见的有机酸，同时也是一种致命的爆炸物，在第二次世界大战期间被广泛使用。此外，PA还被应用于医药、皮革、染料等工业，而广泛的工业化应用带来的结果就是导致PA被大量释放到环境中，并且无法得到有效降解。而环境中的PA可通过呼吸道或皮肤的接触进入人体，引起皮炎、支气管炎等疾病。更严重的是，它还可以导致肝、肾和其他组织的慢性中毒，严重者甚至死亡。因此，对受污染环境中的三硝基苯酚进行定性和定量的检测时非常必要的。

检测三硝基苯酚的传统方法主要有质谱法和热中子分析法，这两种方法虽然都能够对三硝基苯酚进行高效和准确的检测，但是，其检测过程均非常繁琐，专业度要求很高，检测成本昂贵，得不到广泛的普及应用。

荧光分析法是近年来兴起的一种新的化学物质检测分析方法，其不仅选择性高、检测灵敏度高，而且检测过程相对简单、专业度要求较低、容易操作，并且对设备要求低、检测成本相对较低，可以被广泛推广和应用，能够实现三硝基苯酚检测的普及化。

因此，针对三硝基苯酚的检测开发一种简单、快速且灵敏的荧光探针，这对于环境控制和人类健康保护具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种八元瓜环基超分子荧光配合物及其检测三硝基苯酚的应用。本发明的超分子荧光配合物能够实现对三硝基苯酚的检测，且具有选择性好、灵敏度高、检测限低的特点，此外，本发明的超分子荧光配合物还具有制备方法简单的特点。

本发明的技术方案：一种八元瓜环基超分子荧光配合物，其化学结构式如下：

其中：

为八元瓜环，

为1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯。

前述的八元瓜环基超分子荧光配合物，所述的配合物是由八元瓜环水溶液和1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯水溶液制备而成。

前述的八元瓜环基超分子荧光配合物，所述配合物的具体制备方法如下：

1)取八元瓜环，然后加水溶解，得溶液A；

2)取1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯，然后加水溶解，得溶液B；

3)将溶液A和溶液B混合，然后常温下反应即可制得八元瓜环基超分子荧光配合物。

前述的八元瓜环基超分子荧光配合物，所述方法中，溶液A和溶液B混合时，溶液A中的八元瓜环和溶液B中的1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯的摩尔比为2:3。

一种前述的八元瓜环基超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚中的应用。

前述的八元瓜环基超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚中的应用，所述检测的方法如下：

1)取所述八元瓜环基超分子荧光配合物，加pH＝7的二次水稀释，得探针标准溶液；

2)向步骤1)制得的探针标准溶液中加入待检测样品水溶液，放置10-20min，然后以固定激发波长327nm进行荧光发射光谱测定，并绘制激发出的该激光波长处的荧光强度的变化曲线；

3)根据步骤2)的曲线计算荧光探针溶液中加入含有三硝基苯酚水溶液前后对应550nm下的荧光发射光谱强度变化值ΔI，即可对水中的三硝基苯酚进行检测。

前述的八元瓜环基超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚中的应用，所述探针标准溶液的浓度为1×10^-5mol/L。

本发明的有益效果

1、本发明的八元瓜环基超分子荧光配合物可作为荧光探针，并用于检测环境中的三硝基苯酚，其具有选择性好、灵敏度高、检测限低的优点。

2、本发明的荧光探针是利用八元瓜环水溶液和1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯水溶液制备而成，结构新颖，且制备方法简单，利于广泛推广。

针对本发明所述的有益效果，发明人做了相关的检测实验，结果如附图4-6所示。

由图4可以看出，本发明的超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚时具有较强的选择性。

由图5可以看出，本发明的超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚时具有较强的抗干扰能力。

由图6可以看出，本发明的超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚时，其检测限较低，达到了2.52×10^-6mol/L。

附图说明

附图1为八元瓜环(Q[8])、1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯(简写BTPY)以及三硝基苯酚(PA)的分子结构图。

附图2为BTPY溶剂效应图及八元瓜环与BTPY的荧光光谱图。其中：(a)和(b)是BTPY在水与四氢呋喃混合溶液不同比例的荧光曲线图及拟合曲线；(c)是由摩尔比法配制的一系列溶液荧光变化趋势图；(d)是BTPY与八元瓜环的Job法并通过origin软件处理的图。

附图3为八元瓜环和BTPY核磁滴定及作用模式图。其中，(a)为BPTY，(b)为BTPY：八元瓜环的配合物。

附图4(a)和(b)为探针对硝基苯酚异构体特异性选择荧光对比图；(c)为探针对三硝基苯酚滴定荧光图。

附图5为探针加入干扰物质后荧光猝灭率对比。

附图6为检测真实样品中三硝基苯酚含量示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例

实施例1

本具体实施例中的各种试剂的配制方法：

(1)准确称取适量的八元瓜环，用二次水溶解，超声，转移并定容至100mL的容量瓶中，得到浓度为1.0×10^-4mol/L八元瓜环溶液。

(2)准确称取适量的1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯，用二次水溶解，转移并定容至10mL的容量瓶中得到浓度为1.0×10^-3mol/L化合物BTPY溶液。

(3)三硝基苯酚标准溶液的配制：准确称取所需的三硝基苯酚的分析纯标准品，用pH＝7的二次水溶液溶解，得到浓度为1.0×10^-5mol/L的三硝基苯酚标准溶液。

实施例2

一种八元瓜环基超分子荧光配合物的制备方法如下：

将实施例1中的八元瓜环溶液和BTPY溶液混合，控制混合体系中八元瓜环和化合物BTPY的摩尔比为2：3，并常温放置反应10-20min即可获得所八元瓜环基超分子荧光配合物，其存在于溶液中，且配合物的浓度为1.0×10^-3mol/L。

将所得的溶液加pH＝7的二次水稀释，制备浓度为1.0×10^-5mol/L的荧光探针标准溶液。

实施例3

一种测定三硝基苯酚的具体操作：

(1)标准曲线的测定：

取10mL容量瓶8个，每瓶加入2200μL实施例2所述的八元瓜环基超分子荧光配合物作为荧光探针，然后再分别加入1.0×10^-3mol/L的三硝基苯酚标准溶液0μL、40.0μL、80.0μL、100.0μL、150.0μL、200.0μL、250μL、300.0μL，用pH＝7的二次水溶液定容摇匀后备用。固定激发波长为327nm进行荧光发射光谱测定，以三硝基苯酚的浓度为横坐标，550nm处探针荧光发射强度(I₀)与加入不同浓度三硝基苯酚荧光发射强度(I)的差值(I₀-I)为纵坐标，绘制标准曲线。由标准曲线的斜率s以及测定11次空白值的标准偏差σ，计算荧光探针检测三硝基苯酚的检出限，公式为3σ/s。

(2)样品检测：

取含有三硝基苯酚，但浓度未知的水溶液，将实施例2中配置好的荧光探针标准溶液加入其中，并在激发波长327nm下，观察550nm处有荧光强度，如果出现明显减弱的现象，则说明该水样中含有三硝基苯酚，反之，则说明该水样中不含三硝基苯酚。

实施例4

本发明另一种测定三硝基苯酚具体操作：

(1)标准曲线的测定：

取一个石英荧光比色皿，加入浓度为1.0×10^-5mol/L的荧光探针标准溶液3000μL后，再准确加入1.0×10^-3mol/L的三硝基苯酚标准溶液6.0μL，混合均匀，固定激发波长为327nm进行荧光发射光谱测定。按照上述操作，不断地向上述3000μL探针溶液加入定量6.0μL三硝基苯酚标准溶液，并在550nm的激发波长下，测得一系列的荧光曲线，直至荧光曲线纵坐标数值变化缓慢，即可停止该滴定操作。然后以三硝基苯酚浓度为横坐标，以550nm处探针荧光发射强度与加入不同浓度三硝基苯酚后荧光发射强度的差值为纵坐标，得到标准曲线，由标准曲线的斜率s以及测定11次空白值的标准偏差σ，计算荧光探针检测三硝基苯酚的检出限，公式为3σ/s。

(2)样品检测：

取含有三硝基苯酚浓度未知的水溶液，将配置好的荧光探针标准溶液加入其中，并在激发波长327nm下，观察550nm处有荧光强度，如果出现明显减弱的现象，则说明该水样中含有三硝基苯酚，观察550nm处没有出现荧光强度的明显变化，则说明该水样中不含三硝基苯酚或含量低于该探针检出限。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造揭露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims

1.一种八元瓜环基超分子荧光配合物，其特征在于，其化学结构式如下：

其中：

为八元瓜环，

为1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯。

2.根据权利要求1所述的八元瓜环基超分子荧光配合物，其特征在于：所述的配合物是由八元瓜环水溶液和1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯水溶液制备而成。

3.根据权利要求1或2所述的八元瓜环基超分子荧光配合物，其特征在于，所述配合物的具体制备方法如下：

1)取八元瓜环，然后加水溶解，得溶液A；

4.根据权利要求3所述的八元瓜环基超分子荧光配合物，其特征在于：所述方法中，溶液A和溶液B混合时，溶液A中的八元瓜环和溶液B中的1,3,5-三[4-(1-丁基吡啶-1-鎓-4-基)苯基]苯的摩尔比为2:3。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的八元瓜环基超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚中的应用。

6.根据权利要求5所述的八元瓜环基超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚中的应用，其特征在于，所述检测的方法如下：

7.根据权利要求6所述的八元瓜环基超分子荧光配合物在检测三硝基苯酚中的应用，其特征在于：所述探针标准溶液的浓度为1×10^-5mol/L。