[发明专利]一种荧光离子液体及其合成方法与应用

说明书

本发明公开了一种式(I)所示的荧光离子液体[HDQ][P₆₆₆₁₄]，并提供了一种快速、可视化检测实际样品中汞离子及对常见金属离子进行区分的方法；本发明以离子交换法合成具有蓝色荧光发射的离子液体，该方法合成步骤简单、合成产率高；合成的荧光离子液体热稳定性好、不易挥发、对环境污染性小；离子液体对汞离子有较强的特异性、灵敏度，可实现较宽线性范围内汞离子的检测；本发明可以对实际样品中的汞离子进行定性分析、定量检测，为复杂体系中汞离子的检测提供了可能；

技术领域

本发明涉及一种荧光离子液体及其合成方法，以及在实际样品中汞离子荧光/比色快速检测及常见金属离子区分中的应用。

背景技术

在所有的重金属离子中，汞是违规化妆品、油漆、电池、弹药厂等行业中普遍存在的有用金属元素之一。而许多未经处理的烟气、废水和废弃物被排放到生态环境中，使空气、水和土壤中广泛分布着汞，汞的存在形式有：金属汞、无机汞、汞离子和有机汞。而汞离子是其中最重要的强毒性分析物。当汞离子通过接触或食物链进入人体内后，会与含有巯基的物质例如酶、蛋白质结合，影响细胞的功能和生长，此外，汞离子进入人体后不易被代谢，极易积蓄，从而使人体部位受损。当前对汞离子的检测方法主要有电化学分析法、电感耦合等离子质谱法、高效液相色谱法、原子吸收光谱法等，这些方法的检测限低、灵敏度高，但仪器昂贵、前处理复杂，因此建立一种可以快速、准确、灵敏的检测汞离子的检测方法对人类和环境安全至关重要。

离子液体作为一种功能材料，已成功应用于各个领域，例如催化剂、合成、电化学和提取。已被广泛用于气体捕集、溶剂、催化剂和提取等领域，取得了良好的效果。更重要的是，近年来，由于离子液体具有高度可调性，已显示出其作为荧光探针来检测目标对象尤其是金属离子的巨大潜力。离子液体的结构稳定、热稳定性优异、生物相容性好，同时，具有高度的可调性，具有较大的发展潜力。

为了解决实际样品中汞离子检测成本高、时间长和前处理复杂等问题，本发明通过简单的酸碱去质子化反应以[P₆₆₆₁₄][Cl]与8-羟基喹啉为原料合成了具有蓝色荧光发射的离子液体[HDQ][P₆₆₆₁₄]，开发了一种荧光猝灭型的荧光/比色传感器，用于检测实际样品中的汞离子，为复杂体系中汞离子的快速、准确检测提供了可能。

发明内容

本发明设计合成了一种新型的高灵敏度和特异性的离子液体型荧光探针，该探针可用于实际样品中汞离子的快速检测，结合化学计量学可以实现常见金属离子的区分，该方法对汞离子的检测限低、灵敏度高、线性范围宽且操作简单。

本发明以荧光离子液体[HDQ][P₆₆₆₁₄]为荧光/比色探针，以汞离子为待测物，通过汞离子与[HDQ][P₆₆₆₁₄]特异性结合使探针的荧光猝灭，根据以荧光强度为纵坐标，硫酸汞浓度为横坐标拟合的线性曲线进行定量分析，实现对实际样品中汞离子的准确识别和定量检测。结合PSO-OSWLS-SVM模型对1～10⁴nM浓度范围内的汞离子进行更准确的定量分析，然后结合PLSDA模型实现对常见金属离子的区分。

本发明的技术方案如下：

一种荧光离子液体，其化学式为[HDQ][P₆₆₆₁₄]，结构式如式(I)所示：

本发明所述荧光离子液体[HDQ][P₆₆₆₁₄]的合成方法为：

以无水乙醇为溶剂，将[P₆₆₆₁₄][OH]与8-羟基喹啉在40～80℃下搅拌反应2～24h，之后旋蒸除去溶剂，在40～80℃氮气氛围中干燥，得到荧光离子液体[HDQ][P₆₆₆₁₄]；

所述[P₆₆₆₁₄][OH]与8-羟基喹啉的摩尔比为1：1；