Page 107 - 《精细化工》2021年第10期

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第 10 期 孟宪娇: 基于 BODIPY 荧光探针对 Cu 和焦磷酸根的连续识别 ·2037·

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如图 2 所示，向传感器Ⅰ(5 μmol/L)的测试溶液 对 Cu 的检测限为 5.7×10 mol/L [40-43] ，而在血液中
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中加入除了 Cu 之外的其他金属阳离子(50 μmol/L)， 允许的 Cu 浓度范围为 1.57×10 ~2.36×10 mol/L，
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测试溶液的荧光强度没有发生明显变化，随后再加 在饮用水 中允许的 Cu 浓度 范围 低 于 3.0×
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入 Cu (50 μmol/L)，测试溶液均呈现出明显的荧光 10 mol/L [44-45] ，这表明传感器Ⅰ具有在血液和饮用
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猝灭响应，这表明其他金属阳离子的存在并不会干 水中对 Cu 进行识别检测的可能性。通过图 4 右上
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扰传感器Ⅰ对 Cu 的识别检测，传感器Ⅰ对 Cu 的 角的络合曲线（Job′s）可知，当 Cu 的摩尔分数接
识别具有很好的抗干扰能力 [34-35] 。 近 0.5 时，曲线出现了明显的拐点，说明传感器Ⅰ
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2.3 传感器Ⅰ对 Cu 的紫外和荧光滴定光谱 和 Cu 的络合物质的量比为 1∶1 [46-47] 。
通过紫外浓度滴定探究传感器Ⅰ的吸光度和最
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大吸收波长随 Cu 浓度的变化情况，结果见图 3。
如图 3 所示，在传感器Ⅰ (10 μmol/L)的测试溶液
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中，随着 Cu 的浓度由 0 逐渐增大到 150 μmol/L，
位于 504 nm 最大吸收波长处的吸光度逐渐降低，且
最大吸收波长逐渐红移至 506 nm。如图 3 中插图所
示，在日光灯下，向传感器Ⅰ (10 μmol/L)的测试溶
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液中加入 Cu (100 μmol/L)之后，溶液的颜色由淡
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黄色变成橘黄色，说明传感器Ⅰ对 Cu 具有一定的
裸眼识别效果 [36-37] 。
图 4 在 V(DMF)∶V(水)=1∶4，pH=7.4 的条件下，传感
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器Ⅰ对 Cu 的荧光滴定谱图
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Fig. 4 Fluorescence titration spectra of sensorⅠto Cu in
V(DMF)∶V(water)=1∶4 solution at pH 7.4

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2.4 配合物Ⅰ-Cu 对 PPi 的选择性识别
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为了有效排除因 Cu 自身顺磁效应引起的荧光
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猝灭因素，本文进一步探究了配合物Ⅰ-Cu 对阴离
子的选择性连续识别，结果见图 5。

插图为 10 µmol/L 传感器Ⅰ的测试溶液在日光灯照射下有（右）
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无（左）Cu （100 µmol/L）时的照片
图 3 在 V(DMF)∶V(水)=1∶4，pH=7.4 的条件下，传感
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器Ⅰ对 Cu 的 UV-Vis 滴定谱图
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Fig. 3 UV-Vis titration spectra of sensorⅠto Cu in V(DMF)∶
V(water)=1∶4 solution at pH 7.4

通过滴定实验进一步探究传感器Ⅰ的荧光强度
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与 Cu 浓度之间的线性关系，结果见图 4。如图 4

所示，在传感器Ⅰ(5 μmol/L)的测试溶液中，随着 插图为 5 µmol/L 配合物Ⅰ-Cu 的测试溶液在 365 nm 紫外灯照
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Cu 的浓度由 0 逐渐增大到 25 μmol/L，位于 516 nm 射下有（右）无（左）PPi 时的荧光照片
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发射波长处的荧光强度逐渐降低，且随着 Cu 浓度 图 5 在 V(DMF)∶V(水)=1∶4，pH=7.4 的条件下，配合
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的逐渐增加，发射峰并没有发生明显的红移或蓝移。 物Ⅰ-Cu 与不同阴离子作用后的荧光发射谱图 2+
另外，根据 Benesi-Hildebrand 方程 [38-39] 可得，传感 Fig. 5 Fluorescence emission spectra of complex Ⅰ-Cu
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器Ⅰ同 Cu 作用的络合常数为 7.11×10 L/mol (R = interacted with anions in V(DMF)∶V(water)=1∶4
solution at pH 7.4
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0.99860)。另外，在 Cu 浓度为 0~8 μmol/L 范围内，
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传感器Ⅰ的荧光强度与 Cu 浓度呈现出较好的线性 如图 5 所示，在含有配合物Ⅰ-Cu (5 μmol/L)
关系，根据方程 LOD=3σ/m(m 是线性方程 Y=aX+b 的测试溶液中，分别加入多种阴离子(50 μmol/L)，发
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以 Cu 浓度为横坐标 X，以荧光强度为纵坐标 Y 的 现只有加入 PPi 后，测试溶液才会呈现出明显的荧
斜率，σ 是几次空白对照得出的方差)得出传感器Ⅰ 光恢复现象，荧光强度的恢复率可达到 98.5%，这表