新型荧光试剂的合成及荧光pH传感器的研制

摘要

近年来，关于荧光pH传感器的报道不断涌现。但是，所报道的传感器都局限于使用荧光素类衍生物作荧光载体，且由于采用包埋法固定荧光载体存在荧光载体流失的问题。针对目前荧光pH传感器的一些不足，本文致力于合成新型的、性能优良的荧光载体，将其制备成荧光pH传感器，用于环境水体中的pH测定。 合成了萘酰亚胺、卟啉等带有末端双键的荧光载体，将其与甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、交联剂三乙氧基三甲基丙烯酸酯和光敏剂2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮等一起在紫外光照下共聚在经硅烷化处理过的玻片上制成光极模，制成了对pH响应的荧光传感器。 （1）合成了N- 烯丙基-4-(N-氨基乙烷)-1,8-萘酰亚胺（AAEAN），AAEAN对pH的变化具有“开-关”效应，可测定pH5.0-9.0范围内pH值。 （2）合成了带有末端双键的荧光载体5, 10, 15, 20-四(4-烯丙氧基苯基)卟啉TAPP（敏感载体）和N-甲基丙烯酰氧乙基-苯并硫杂蒽-3,4-二甲酰亚胺MBTD（参比载体），将它们在光聚合作用下与膜基质单体一起固定在硅烷化过的玻璃表面上，制备了一种基于内参比的荧光pH传感器。利用MBTD作为参比载体，可以有效地避免设备条件变化和外界环境干扰等造成的pH测量误差。 （3）在成功制备基于内参比的荧光pH传感器的基础上，研制了一种具有宽测量范围的荧光pH传感器。将两种对pH敏感的荧光载体卟啉衍生物TAPP 和N-烯丙基-4-(4’-甲基哌嗪基)-1,8-萘酰亚胺（AMPN）共价固定在玻片上，制成了共价固定两种敏感载体的荧光pH 传感器。由于两种敏感载体在不同pH 范围内响应，固定的两种敏感载体可互为参比。所制备的传感器测量范围很宽，可用于pH1.5-9.0范围内测定pH，这表明固定两种pH敏感载体可拓宽传感器的量程。 除了进行荧光pH传感器的研制，本论文还涉及新型荧光分子探针的合成。设计合成含双硫脲的荧光试剂，实验发现该荧光分子探针能识别Hg2+和Cu2+，可用于实际水样中金属离子的测定。该方法具有灵敏度高、选择性好、简便易行等优点。