纯水中检测汞离子与银离子的菲啰啉类荧光探针

合成了菲啰啉类化合物探针1,并通过核磁共振波谱(NMR)、质谱(MS)、红外光谱(IR)对其结构进行了表征。利用荧光发射光谱考察了探针1对Hg~(2+)及Ag~+的识别性能。结果表明,探针1在纯水介质中以荧光猝灭的方式识别Hg~(2+)和Ag~+,其结合比分别为1∶1和2∶1,检测的线性范围分别为9.0×10~(-7)～1.1×10~(-5)和8.0×10~(-7)～7.0×10~(-6) mol/L,相关系数(r~2)均大于0.99,检出限均低至10~(-8)mol/L。根据探针1识别前后荧光强度的剧烈变化,建立了裸眼检测Hg~(2+)和Ag~+的可视化分析方法。通过等温量热滴定与~1H NMR滴定考察了识别过程的热力学参数和作用机理。该研究对生物体及环境领域中Hg~(2+)和Ag~+的实时监测具有潜在的应用价值。     

检测Fe~(3+)/F~-的双功能喹哪啶衍生物荧光探针

对一种简单结构的喹哪啶衍生物作为离子荧光探针的性能进行了研究。探针由8-羟基喹哪啶的2-位引入水杨醛构成,通过双键连接喹啉环与苯环以及推-拉电子基团构成大共轭结构,使其发光量子产率提高;探针分子中的氮、氧原子提供了良好的配位作用点,能选择性与离子配合而使荧光性质发生变化。在乙腈/水溶液中,Fe~(3+)与探针形成1∶1的配合物而使其荧光猝灭,配合为自发的熵驱动放热过程。红外光谱和1 H NMR滴定推测探针分子中的两个羰基氧和氮的孤对电子参与Fe~(3+)络合,光诱导引发电子转移过程导致荧光猝灭。在乙腈溶液中,F~-使探针在415nm处的荧光峰降低,在560nm处出现新荧光峰,形成比率荧光,荧光由蓝色变为黄色至橙红色。同时,F~-使探针在280和340nm处的紫外吸收峰降低,在455nm处出现新的吸收峰,形成比率吸收,颜色由无色变为黄色至橙色。1 H NMR滴定推测探针分子与F~-是通过氢键作用。为一种同时检测阴、阳离子的双功能探针,荧光法对Fe~(3+)和F~-的检出限分别低至13.6nmol·L~(-1)和1.6μmol·L~(-1),紫外法对F~-的检出限低至16.5μmol·L~(-1)。利用探针对F~-识别时明显的颜色变化,建立了可视性,快速度,易操作的目视检测微量F~-的方法。     

基于三电极的便携式重金属离子检测仪研制与应用

该文研制了一种小型化重金属离子检测仪。该仪器具有高精度、稳定、便携等优点，能够精准输出-2.5～+2.5 V范围内的激励信号，通过调节8种不同的增益，可检测pA～mA范围内的电流，满足痕量重金属离子的检测需求。验证了检测仪的4项硬件参数性能，包括：激励信号输出精度、恒电位电路的稳定性、微小电流检测的准确性以及整体伏安性能测试。电化学性能通过在铁氰化钾溶液中以不同扫描速率的循环伏安实验进行验证，得出峰值电流高度与扫描速率的平方根呈线性关系，相关系数(r²)均大于0.99。以未经修饰的丝网印刷金电极作为传感器，采用方波阳极溶出伏安法(SWASV)检测Pb²⁺，得到10～100μg/L质量浓度范围内的校准曲线，检出限达0.295μg/L，且重复性良好。通过与台式电化学分析设备Gamry Reference 600+进行比较，得到近乎一致的校准曲线，r²分别为0.998 9和0.999 1，体现了所研制仪器的可靠性。该仪器在提供强大的检测性能和可靠性的同时，实现了低成本和便携性，可用于环境水体中重金属离子的现场检测。