[发明专利]一种用于汞离子检测的水溶性荧光素聚合物探针及其制备与应用

说明书

本发明提供一种用于汞离子检测的水溶性荧光素聚合物探针及其制备与应用。该荧光素聚合物探针由荧光素与水合肼反应得到荧光素酰肼中间体，然后和八臂聚乙二醇苯甲醛经席夫碱反应制备得到。本发明探针的制备过程简单，所得探针水溶性良好，可以直接用于对纯水中汞离子的荧光检测，具有使用方便，检测选择性高、灵敏准确的特点。

技术领域

本发明涉及一种用于汞离子检测的水溶性荧光素聚合物探针及其制备与应用，属于有机合成和光谱检测技术领域。

背景技术

由于汞元素对含S配体显示强的结合作用，会破坏蛋白和酶中的S-S或S-H键，因此汞元素被认为最毒的重金属之一，对生物体的大脑、肾脏、神经系统等有严重的损害作用。汞元素广泛存在于空气，土壤和水源中，通过食物链在人体中富集，即便痕量的汞也会对人体造成不可逆的损害，例如，脏器损伤，语言、视觉功能障碍，免疫功能下降等。汞离子污染不论对人体健康还是生态环境都造成了严重的威胁。因此，开发高效精准、可用于食物、环境或水源中的汞离子检测的方法具有重要的意义。

有机分子类荧光探针用于汞离子的检测已有大量报道，尤其是基于荧光素类有机染料的荧光探针分子。但目前大多数该类汞离子荧光探针的水溶性较差，只适用于纯有机溶剂或有机溶剂与水的混合溶液中，并不能用于100％水溶液中汞离子的检测，因而探针的检测限也很难达到理想水平。例如，中国专利文献CN104829589A公开了一种汞离子探针TPE-S及制备方法，该探针由四苯乙烯先与硝基苯乙酸反应得到TPE-0，然后TPE-0再与1，2-乙二硫醇反应得到。该探针能用于汞离子的检测，但使用过程中需要使用CH₃CN先将探针溶解，方可进行后续测试。文献“D.Liu,Y.Wang,R.Wang,B.Wang,H.Chang,J.Chen,G.Yang,H.He,Inorg.Chem.Comm.2018,89,46–50”以荧光素作为荧光传感基团，以含N、S的功能基团作为离子载体，构筑的荧光素探针Sensor-Hg可以用于汞离子的检测。但检测溶液必须含有甲醇(缓冲溶液/甲醇＝95/5，v/v)，测试在pH＝7.4的HEPES缓冲溶液中完成；且检测限较高，无法有效实现更低浓度汞离子的检测。文献“S.R.Bhatta,A.Pal,U.K.Sarangi,A.Thakur,Inorg.Chim.Acta 2019,498,119097”将二茂铁通过三唑与荧光素连接构筑荧光素探针化合物；该探针可以用于汞离子的荧光检测，但检测溶液需是乙腈与水的混合溶液(乙腈/水＝3/7，v/v)，检测限为39×10^-8mol/L；并且探针除了对汞离子响应外，对三价铁离子也有类似的荧光响应，因此探针对汞离子的检测选择性易受到铁离子的干扰，难以达到最佳检测效果。

因此，迫切需要开发一种绿色环保、可以直接检测纯水中汞离子且检测选择性高、灵敏准确的荧光探针，从而避免在检测过程中对有机溶剂的使用依赖，简化实验程序，提高检测效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于汞离子检测的水溶性荧光素聚合物探针及其制备与应用。本发明探针的制备过程简单，所得探针水溶性良好，可以直接用于对纯水中汞离子的荧光检测，具有使用方便，检测选择性高、灵敏准确的特点。

本发明的技术方案如下：

一种用于汞离子检测的水溶性荧光素聚合物探针，具有如下式I所示结构：

其中，式I中，n为2-112。

根据本发明优选的，所述水溶性荧光素聚合物探针是由荧光素与水合肼反应得到荧光素酰肼中间体，然后和八臂聚乙二醇苯甲醛经席夫碱反应制备得到。

上述用于汞离子检测的水溶性荧光素聚合物探针的制备方法，包括步骤：

(1)于溶剂A中，荧光素与水合肼反应得到荧光素酰肼中间体II：