光气、肼、亚硫酸氢根光学探针的制备及性能研究

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光气被广泛应用于各个领域,但光气会导致人体各种机体功能受损甚至死亡。肼(N2H4)是一种无色的油性液体,由于N2H4的高毒性和高用量,N2H4已经对环境安全和人类健康造成了巨大的危害。HSO3-是一种常见的阴离子,虽然HSO3-对人体生理过程具有重要作用,但过量的HSO3-会危害环境安全和生物健康。因此,实现光气、肼、HSO3-的检测具有巨大的价值。在众多的分析检测方法中,光学探针技术成本低,易操作,检测效果更好,更适用于光气、肼、HSO3-的分析检测。但目前,光学探针存在结构复杂、选择性差、无法回收重复利用等问题。因此,仍需对光学探针进一步研究,以满足对实际样品检测的需要。文中以2-(2-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)和5-氯水杨醛为原料合成六种有机化合物,通过光学性质的调控,实现光气、N2H4和HSO3-的检测。主要内容如下:1.以5-氯水杨醛为原料合成了2-肟基-4-氯苯酚(光学探针A)。在CH2Cl2(包含0.1%TEA)溶液中,当探针A(50μmol/L)和光气(240μmol/L)反应30 min后,探针A的发射峰(410 nm)强度增强31倍,并具有高特异性和高灵敏度(LOD=4 nmol/L)。探针与溶液、气体状态的光气结合方式不同,但具有相同的PET响应机理。探针A试纸可对气体光气进行实时检测,且可重复使用。2.以2-(2-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)为母体合成了2-苯并噻唑-2-基-6-[(4-二甲氨基-苯基亚氨基)-甲基]-4-甲基-苯酚(B)、2-苯并噻唑-2-基-4-甲基-6-苯基亚氨基甲基苯酚(C)、2-苯并噻唑-2-基-4-甲基-6-[(4-硝基-苯基亚氨基)-甲基]-苯酚(D)、4-[(3-苯并噻唑-2-基-2-羟基-5-甲基-亚苄基)-氨基]-苯甲酸(E)。研究中发现,它们的吸收波长为520 nm和360 nm左右,发射波长均不低于545 nm,聚集形态各不相同,且溶剂对它们的光谱特性有显著影响。在DMSO/PBS溶液(4:6,v/v)中,探针E对N2H4灵敏度高(LOD紫外=46.7μmol/L,LOD荧光=0.92μmol/L),两者可快速响应(15 min),最适p H检测范围为4-11的。探针E试纸会随N2H4浓度的增加荧光由黄色转为蓝色。3.以5-氯水杨醛与3-乙基-2-甲基-苯并噻唑碘化物为原料合成了2-[2-(3-乙基苯并噻唑碘化物)乙烯基]-4-氯-苯酚(探针F)。该探针在DMSO/PBS(5/5,v/v)溶液中对HSO3-有明显的特异性紫外吸收响应及颜色变化(从粉紫色变为无色)。该探针对HSO3-的响应时间短(20 min),适用p H范围广(7-12),且检测限达到0.49μmol/L,该探针可用于检测池塘水样本中的HSO3-。
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