Page 57 - 《精细化工》2020年第9期

第 9 期 武小明，等: 一种检测铜离子的荧光探针及其应用 ·1771·

针溶液加入到 2 mL PBS 缓冲溶液（pH 3.0~7.4）/
乙腈（体积比为 4∶1）体系中，再加入 40 μL
2+
（10 mmol/L）Cu 溶液，记录 388 nm 处荧光发射
峰达到稳定的时间。
干扰离子竞争实验：在 20 μL P1（10 μmol/L）
溶液中加入不同干扰离子（每种干扰离子的浓度均
为 100 μmol/L），然后加入 20 μL（10 mmol/L）Cu 2+
溶液，记录 388 nm 处荧光发射峰。实验重复 3 次。
实际样品中 Cu 2+ 浓度的检测实验：将不同来源
的葡萄酒和啤酒经过水性微孔滤膜（0.45 μm）过滤
待用。将实 际样品（20 μL）滴加到 20 μL P1
2+
（10 μmol/L）中，计算 Cu 的浓度，在此体系下分
2+
别添加 20 或 40 μL Cu 溶液（10 mmol/L），按下式
计算加标回收率：
2+
2+
Cu 测试浓度  Cu 计算浓度
加标回收率 / %  ×100
2+
Cu 添加浓度
2+
式中：Cu 测试浓度为在含有实际样品探针体系滴
2+
加不同浓度 Cu 溶液后测得的荧光强度，根据线性
2+
2+
方程计算得到的 Cu 浓度；Cu 计算浓度为含有实际
样品探针体系的荧光强度根据线性方程计算的 Cu 2+ 图 1 P1 的 pH 适用范围（a）及响应时间荧光光谱（b）
2+
2+
浓度；Cu 添加浓度为添加到探针体系的 Cu 浓度， Fig. 1 pH Application range (a) and response time
fluorescence spectrum (b) of P1
浓度单位均为 μmol/L。

2 结果与讨论 2.3 浓度梯度方程和颜色变化
2+
探究 P1 对 Cu 定量检测的能力。图 2a 是含不
2.1 P1 的结构表征 同浓度 Cu （0~0.900 mmol/L）探针溶液的荧光光
2+
1
13
P1 的化学结构通过 CNMR、 HNMR、HRMS 谱图。图 2b 是含不同浓度（0~0.900 mmol/L）Cu 2+
1
进行表征。化合物Ⅴ的 HNMR 谱中，δ10.37 处对 探针溶液在 388 nm 处荧光强度与 Cu 浓度的点状
2+
应羟基上的氢信号峰；与 2-吡啶甲酰氯反应后，P1 图。图 2c 是 P1 在 388 nm 处荧光强度与 Cu 浓度的
2+
在 δ 8.73、8.33、8.17 和 8.10 处出现吡啶氢的信号 线性方程。图 2d 是 P1（1 mmol/L）体系加入 Cu 2+
13
峰。P1 的 CNMR 谱中，δ150.80、150.44、138.36 （2 mmol/L）前后的颜色变化图。
处出现了吡啶碳的信号峰。P1 的高分辨质谱[M+H] + 由图 2 可知，随着 Cu 浓度的逐渐增加，溶液
2+
峰为 434.1082，理论计算值为 434.0963。核磁数据 的荧光光谱 388 nm 处的荧光强度不断下降。在 Cu 2+
及高分辨质谱数据表明，得到目标化合物。 浓度为 0~200 μmol/L 内，P1 在 388 nm 处荧光强度
2.2 pH 适用范围和响应时间 2+
与 Cu 浓度呈线性相关，拟合后得到的方程为：
研究不同 pH（3.0~7.4）缓冲溶液对 P1 荧光发射 2
y=3442.0000–7934.1059x，相关系数 R =0.9997。根
峰的影响，结果见图 1。如图 1a 所示，P1（10 μmol/L）
据 IUPAC 定义，P1 溶液检测限计算公式如下：
在 pH 3.0~7.4 的缓冲体系中，其荧光强度先缓慢上升
2+
再缓慢下降。随着 Cu （200 μmol/L）的加入，探针 C lim  3SD
溶液的荧光强度显著降低。在 pH 7.0 时，空白与加 B
2+
入 Cu 后探针溶液的荧光强度差值最大。因此，选 式中： C lim 为检测限（最低检出浓度）； SD 为扫描
择 pH 7.0 作为最适 pH 体系进行下一步研究。 探针溶液的平均偏差（选取扫描 5 次），取值 0.04496；
2+
探究了 P1 对 Cu 识别的动态平衡过程，如图 B 为荧光强度与测试物浓度所得线性方程的斜率。
2+
1b 所示。随着 Cu （200 µmol/L）的加入，P1 由此计算出，P1 溶液检测限为 17 nmol/L。
2+
（10 µmol/L）在 388 nm 处发射峰荧光强度持续 当 P1（1 mmol/L）体系中加入 Cu （2 mmol/L）
下降，直至 240 s 后持续稳定。结果表明，P1 对 后，在自然光下裸眼观察到体系由无色变为黄色。
2+
2+
2+
Cu 的识别仅需 4 min，对 Cu 能够达到快速检测的 结果表明，P1 可以作为一种检测工具，对 Cu 进行
目的。 定性、定量检测。