[发明专利]一种基于双席夫碱的荧光传感材料的制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种基于双席夫碱的荧光传感材料的制备方法和用途，属于化学荧光传感材料技术领域；本发明采用2,6‑二羟甲基对甲基苯酚和氨基硫脲作为基础原料，先以活性二氧化锰作为氧化剂将2,6‑二羟甲基对甲基苯酚氧化成醛，再采用冰乙酸作为催化剂经亲核反应与氨基硫脲制得荧光传感材料；本发明制备的材料基于对称双席夫碱，结构更加稳定，水溶性氨基硫脲引入使得传感材料的水溶性大大增强；制备的荧光传感材料具有双重响应，分别对重金属Hg²⁺和Zn²⁺具有灵敏的选择性识别性能，表现出不同的荧光发射，响应时间快,在紫外灯下荧光信号的变化肉眼可见，其他常见金属离子干扰性小。

技术领域

本发明涉及一种荧光化学传感材料的制备方法和用途，特别涉及一种基于双席夫碱的荧光传感材料的制备方法和用途，属于化学荧光传感材料技术领域。

背景技术

作为环境中主要污染物的重金属离子一直都是人们关注的焦点。随着工业的进步和社会经济的发展，人们对自然界中重金属进行了大肆的开采、冶炼、加工及商业制造，对周围的环境造成了严重的重金属离子污染，严重的影响了生态和人类的健康与安全。煤矿、金属硫化物矿、铁矿及冶金等生产企业往往会产生大量含金属离子的废水，处理不当就会对环境造成严重危害。重金属污染物在自然环境中不能够被微生物降解，一旦进入环境或者生态系统中就会长期存留、蓄积，并且其极易被生物体所吸收，不同形态的重金属离子会通过生物的迁徙，富集等方式作用于动植物，最终通过食物链进入人体危害健康。

作为重金属之一的汞离子具有极强的毒理性，汞对人体的危害主要涉及中枢神经系统、消化系统及肾脏，即使是低水平的暴露也会损害神经系统，表现为精神和行为障碍，能引起感觉异常、共济失调、智能发育迟缓、语言和听觉障碍等。此外汞对呼吸系统、皮肤、血液及眼睛也有一定影响，汞离子可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合，使细胞内许多代谢途径，如能量的生成、蛋白质和核酸的合成受到影响，从而影响了细胞的功能和生长。此外汞能与细胞膜上的巯基结合，引起细胞膜通透性的改变，导致细胞膜功能的严重障碍。妇孺皆知的“水俣病”的罪魁祸首正是汞离子，2004年 《民主与法制》 报道的四川简阳市简城镇民旺村的饮用水含汞量超标3倍以上，十多年来夺去45条生命，另有20多人因此痴呆变残；汞对人体损害极大，不容小觑。 锌是人体必需的一种微量元素, 它存在于各种基本的生物过程，包括神经信号传导、细胞凋亡、金属酶调控和基因转录等等。锌元素能够参加一些酶的组成和反应，进而通过酶在人体内反应中所起的催化作用对人体机能的各项反应例如生长发育、新陈代谢、组织修复等起着极为重要的作用。尽管如此对于锌的摄入也不可盲目，当锌的含量低于正常水平，会引起皮肤受损、食欲不振、发育阻滞，同时也会抑制蛋白质代谢、改变免疫系统现状、损伤视力等等；同样锌过量也会引起中毒，出现腹痛、便血、肠功能失调、肠坏死或引起溃疡, 严重者甚至会导致胃穿孔引起腹膜炎、休克以及死亡。

为了减少和避免过量汞和锌对生态环境及人类的危害，有效的监测分析是必不可少的，因此开发一种快速、便捷、灵敏有效的检测技术成为了一项新的挑战。荧光传感材料由于其具有高灵敏度，选择性好，易于可视化等优点而备受青睐。该方法避免了传统的检测技术如原子吸收分光光度法，火焰原子化法以及电感耦合等离子体法等严格的预处理的过程，操作简单无需大型的检测仪器，可实现可视化现场检测。近年来用荧光传感材料来检测重金属及过渡金属离子的研究越来越受到关注。荧光传感材料自身具有独特的光学性质，当其结合目标离子时，材料的光物理特性受到影响，荧光信号的输出形式发生改变，基于结合目标离子前后荧光的变化作为响应信号来实现对特定离子的快速检测。

因此，本发明制备了一种基于双席夫碱的荧光响应型传感材料。研究发现该传感材料由于双C=N 基团的存在增强了结合目标离子的能力。氨基硫脲的引入更是增强了传感材料整体的水溶性和生物相容性，可以实现在水溶液介质中对目标离子进行检测应用，也为生物细胞中目标离子的成像分析提供了前提。

发明内容