[发明专利]一种用于检测水中金属离子含量的荧光化合物及其应用

说明书

本发明公开了一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针，所述化合物以N‑乙酸基邻甲氧基苯胺作为金属离子络合体，在其分子中引入荧光素荧光基团，生成金属离子特别是锌离子的荧光指示剂。能够适用于各种环境中的金属离子浓度的连续检测，尤其是水中对锌离子浓度的连续测定。

技术领域

本发明属于有机化合物领域，尤其涉及一种可用于水中金属离子含量检测的有机化合物及其相关应用。

背景技术

水是生命之源，也是人类与一切生物赖以生存的物质基础。随着我国经济发展快速，出现大量水资源的浪 费和水体污染以及生活用水紧张等。尤其是社会进步及工业发展的多样化，复杂的污染物导致水污染状况 加剧。面临水资源的严重缺乏和污染，我们必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持绿色和谐 发展，坚持可持续利用水资源，这就对水质检测和治理工作提出了更高的要求。

锌是人体必需的微量元素之一，在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重 要的作用[1]。锌是脑中含量最多、维持脑的正常功能所必需的微量元素，锌的含量需维持一定的正常范围 内，过多或过少都会引起疾病。饮用水一旦被锌污染后，有可能造成过量的锌进入人体。慢性锌中毒主要 以恶心、胃部不适为主要症状，也可引起免疫功能低下，降低高密度或低密度脂蛋白胆固醇，降低铜蓝蛋 白亚铁氧化酶活性，最终导致动脉粥样硬化、高血压、冠心病等。当水中锌含量为1mg·L^-1时，对水体生 物氧化过程有轻微抑制作用；含锌量在3mg·L^-1～5mg·L^-1时，在煮沸后水会呈现乳白色，放置一段时间后 出现一层油脂状薄膜；含锌量超过5mg·L^-1时，水中有苦涩味。

铅、镉等一系列剧毒重金属被广泛用于工业生产流程中，它们大都最终转化成为阳离子而被排放到自然界。 这些重金属离子在生物体内不可降解，而且可以通过食物链在生物组织里富集，从而对人和自然界造成巨 大的危害。镉被广泛用于工业生产(如电池工业)，长期接触镉，能引起多种癌症发病率的增加。铅大都以 Pb²⁺的形式存在，能引起消化系统、神经系统以及心脏的病变，导致儿童的智力障碍。

因此，检测水中重金属研究成为了科学研究领域中一个重要的科研课题。目前水质检测金属离子的传统方 法有电感耦合等离子发射光谱法、流动注射分析和电化学法等[2]。但是，上述传统检测方法一般都具有所 需仪器贵重，检测耗时，步骤复杂，专业性强等特点。为了解决上述劣势，荧光传感检测金属离子的方法 以其选择好、灵敏度高、检测方便快捷等优点引起了人们广泛关注和极大兴趣，并在近些年得到了较大的 发展。荧光传感离子检测拥有众多优点，有望替代此前描述的传统方法。比如，测试过程快捷方便，价格 低廉，“裸眼”可视化检测，选择性好，灵敏度高，分子结构易于修饰优化。

发明内容

针对现有技术的上述及其他缺陷，本申请的发明人通过大量创造性的研究工作，发明了一种效率高、灵敏 度好及重现性好的用于水中的金属离子尤其是锌等重金属离子含量检测的有机化合物，该化合物引入荧光 基团，可制成水中检测金属离子的荧光探针，适用于水环境及生物体内的金属离子浓度的连续检测。

为实现上述及其他目的，本发明提供如下技术方案。

在本发明第一方面，提供一种用于水中金属离子含量检测的荧光有机化合物，所述化合物包含取代或未取 代的N-乙酸基邻甲氧基苯胺作为金属离子络合体，并在N-乙酸基邻甲氧基苯胺的对位引入了荧光素荧光 基团。

所述化合物具有如下结构式：

一种优选实施方式中，可用本发明化合物检测的金属离子选自锌等金属离子。

在本发明第二方面，提供本发明化合物在水中金属离子含量检测中的应用。一种优选实施方式中，所述金 属离子选自锌离子。另一种优选实施方式中，所述检测为荧光检测，连续检测。