[发明专利]一种检测Al3+

说明书

本发明公开了一种检测Al³⁺的荧光探针及其制备方法和应用，本发明以具有AIE(聚集诱导发光)性质的单羟基聚四苯乙烯为荧光团，与3‑溴丁酸甲酯反应，再水解，制备一种对Al³⁺具有选择性、特异性和灵敏性的荧光检测探针。该荧光检测探针相对于现有技术中的荧光检测技术，具有合成简单，成本低，反应速度快，灵敏度高的优点，可进行实时原位检测。

技术领域

本发明公开了一种检测Al³⁺的荧光探针及其制备方法和应用，属于化学材料制备及分析检测领域。

背景技术

铝是地壳中最丰富的金属之一，它与我们的生活息息相关，铝元素已经广泛的应用于食品添加剂、药品、净水和包装等行业，但是任何物质都具有两面性，比如含铝的硅酸盐矿物与酸雨接触时，容易从矿物中带出金属，从而提高环境或水体中铝的含量，不利于作物生长，还会加剧土壤酸化；又比如，长期暴露于铝离子或摄入过量的铝，人们会因在不同器官中积累大量铝离子而容易遭受各种疾病的困扰，最常见的是导致神经系统疾病。因此，对实际样品中微量的Al³⁺进行灵敏和选择性的检测非常重要。

现有技术中已存在多种检测铝的方法，例如原子吸收光谱法，等离子体原子发生光谱法等，这些方法通常耗时且昂贵，目前报道了一些使用荧光技术检测铝的探针，但是铝离子在水介质中的强水合作用通常会导致其具有较弱的配位能力，很容易受到其他物质的干扰。相比于现有技术中的荧光检测法，本发明使用AIE(聚集诱导发光)化合物通过聚集发光而给出检测信号，并制备出具有高度专一性和灵敏性、可用于实际生活中铝离子分析的荧光探针体系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测Al³⁺的荧光探针及其制备方法和应用，以解决现有技术中荧光检测法检测铝离子易受其他物质干扰的问题。本发明以具有AIE性质的单羟基四苯乙烯(TPE-OH)为荧光团，与3-溴烷基酸甲酯反应，再水解，制备一种对Al³⁺具有选择性、特异性和灵敏性的荧光检测探针。该检测Al³⁺的荧光探针具有式(I)所示结构：

式(I)中n为3，所述荧光探针检测Al³⁺的检测下限低于20nM。所述荧光检测探针相对于现有技术中的荧光检测技术，具有合成简单，成本低，反应速度快，灵敏度高的优点，可进行实时原位检测。

相应的，本发明还提供了上述荧光探针的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、合成TPE-OH

在一个两口反应瓶中依次加入锌粉、4-羟基二苯甲酮、二苯甲酮、无水四氢呋喃，并在冰浴下进行搅拌，得到混合溶液；在所述混合溶液中加入TiCl₄，加完后撤冰浴进行室温反应，再进行加热回流反应12-24h后停止加热，冷却至室温后加淬灭溶液淬灭，然后用硅胶柱层析后收集产品并进行真空干燥，得TPE-OH。

步骤二、合成TPE-Cn-COOH

在另一个两口反应瓶中依次加入DMF、所述TPE-OH、溴烷基酸甲酯和K₂CO₃，在N₂氛围中进行常温反应，反应完成后通过硅胶柱提纯，将提纯产物溶于甲醇溶液，然后与碱混合并在室温条件下进行搅拌反应，得到白色晶体；将所述白色晶体进行过滤后获得TPE-Cn-COOH，其中溴烷基酸甲酯为4-溴丁酸甲酯。

所述TPE-Cn-COOH的合成路线如下：

上述合成式中n＝2,3,4。

优选的，在所述步骤一中：在加入所述锌粉之前，先用抽真空充N₂的方法除去两口反应瓶中的水和氧气3次。