本發(fā)明屬于磷酸二氫根離子檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
磷是人體所必需的重要的礦物質(zhì)元素，人體攝入磷的主要來源為天然食物或食品磷酸鹽添加劑，磷酸鹽是幾乎所有食物的天然成分之一。磷酸二氫根作為營養(yǎng)和能量的攜帶者, 可以參與DNA構(gòu)建、能量存儲(chǔ)和信息轉(zhuǎn)錄等過程，在人類的生命活動(dòng)中起著十分重要的作用。磷酸鹽添加劑可以改善食物的味道和新鮮度。但是，人體攝入太多磷會(huì)使體內(nèi)的鈣無法充分吸收、利用，容易引起骨折、牙齒脫落和骨骼變形。磷酸鹽及磷酸衍生物是水體富營養(yǎng)化的主要原因，洗滌品中的磷酸鹽使大量含磷物質(zhì)進(jìn)入河流，導(dǎo)致河流富營養(yǎng)化現(xiàn)象加劇，造成水中植物過度生長及水中缺氧，嚴(yán)重影響了河流和水源的安全。很多國家已禁止在洗衣粉中加入磷酸鹽。由于在pH為7.4的條件下水解為H2PO4-離子，所以無需檢測(cè)HPO42-和PO43-。目前，測(cè)定磷酸二氫根的方法主要有重量法、鉬銻抗分光光度法、磷鉬藍(lán)分光光度法、ICP-AES 法、離子色譜法、熒光法和基于離子選擇性電極的電勢(shì)測(cè)定法等。在這些方法中，選擇性的識(shí)別方法對(duì)于檢測(cè)生命和環(huán)境體系中的磷酸二氫根離子具有重要的意義和潛在的應(yīng)用前景。而在眾多檢測(cè)方法中，熒光光譜法由于其靈敏度高、操作簡便及成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于環(huán)境生命體系中離子的識(shí)別和檢測(cè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡單、收率高的磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑及其制備方法和應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑，所述檢測(cè)試劑的結(jié)構(gòu)式如下：
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所述磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑的制備方法，包括以下步驟：取間苯二甲氧基-雙（8-（2-甲?；┟押捅桨芳尤氲揭掖贾校瑪嚢?，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)、加熱回流的條件下反應(yīng)5.5~6.5h后，向所得反應(yīng)液中加入二氰代硼氫化鈉，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下繼續(xù)加熱回流反應(yīng)5.5~6.5h，減壓除去乙醇，加入飽和NaHCO3溶液后經(jīng)CH2Cl2萃取，收集有機(jī)相，經(jīng)無水MgSO4干燥后，減壓除去溶劑得到粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品經(jīng)過硅膠層析柱分離提純即得所述磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑。
間苯二甲氧基-雙（8-（2-甲?；┟训慕Y(jié)構(gòu)式為：
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本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明將具有能與陰離子形成強(qiáng)的互補(bǔ)氫鍵的胺基與熒光團(tuán)鍵聯(lián)，使其能在中性pH值條件下通過多重氫鍵選擇性識(shí)別H2PO4-離子的同時(shí)，觀測(cè)到熒光光譜的變化，成功地將微觀上的H2PO4-離子識(shí)別行為轉(zhuǎn)換為宏觀上的熒光光譜變化，使得對(duì)H2PO4-離子選擇性識(shí)別變得更加方便快捷，提高了識(shí)別的選擇性和靈敏度。本發(fā)明提供的磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑具有能在水溶液中定性和定量地檢出磷酸二氫根離子的性能，檢出極限可達(dá)2.58×10-7M，具有在水溶液定性和定量地檢出磷酸二氫根離子的應(yīng)用前景；其制備工藝簡單，總收率達(dá)52%。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
實(shí)施例1
一種磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑，所述檢測(cè)試劑的結(jié)構(gòu)式如下：
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所述磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑的制備方法如下：
取間苯二甲氧基-雙（8-（2-甲酰基喹啉））醚（1mmol）和苯胺(2.1mmol)加入10毫升的乙醇中，攪拌6h，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于50毫升燒瓶中，在加熱回流的條件下反應(yīng)6h后，向所得反應(yīng)液中在6h內(nèi)分三批加入(2.1mmol) 二氰代硼氫化鈉，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下繼續(xù)加熱回流反應(yīng)6h，后減壓除去乙醇，加入用飽和NaHCO3溶液（20 mL）后經(jīng)CH2Cl2（3×20 mL，分為3次，每次20 mL）萃取，收集有機(jī)相，經(jīng)無水MgSO4干燥后，減壓除去溶劑得到粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品經(jīng)過硅膠層析柱分離提純（石油醚/乙酸乙酯 = 5:1），得到目標(biāo)產(chǎn)物，收率為91%。
目標(biāo)產(chǎn)物的表征數(shù)據(jù)如下：
1）紅外光譜測(cè)定：
用溴化鉀壓片法在400~4000 cm–1范圍內(nèi)用美國Nicolet magna 750 傅里葉紅外光譜儀測(cè)定。
所得化合物的主要紅外吸收峰為：
3626, 3302, 3044, 2958, 2869, 1948, 1803, 1689, 1600, 1442, 1379, 1100, 835, 483 cm-1。
2）核磁共振氫譜測(cè)定：
用氘代氯仿為溶劑，四甲基硅烷為內(nèi)標(biāo)，用Bruker 400 核磁共振波譜儀測(cè)定氫譜。
所得化合物的核磁共振氫譜為：8.23(d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.72(s, 1H), 7.59(d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.45(t, J = 7.4 Hz, 8H), 7.39–7.30(m, 8H), 7.18(s, 1H), 7.01(d, J = 6.9 Hz, 2H), 5.46(s, 4H), 3.94(s, 4H), 2.71(s, 2H)。
3）核磁共振碳譜測(cè)定：
用氘代氯仿為溶劑，四甲基硅烷為內(nèi)標(biāo)，用Bruker 400 核磁共振波譜儀測(cè)定碳譜。
所得化合物的核磁共振碳譜為：161, 155, 147, 142, 139, 138, 129, 127, 126, 125, 122, 120, 111, 58, 54, 29。
4）元素分析測(cè)定：
元素分析用美國PE公司，PE2400-II 元素分析儀測(cè)定：
所得化合物的元素分析值為：C, 79.68; H, 5.72; N, 9.27;。(理論值：C, 79.71; H, 5.69; N, 9.30)。
5）質(zhì)譜測(cè)定：
質(zhì)譜用Bruker Compass DataAnalysis質(zhì)譜儀測(cè)定：
所得化合物的質(zhì)譜為：603.82 [M +H]+(理論值：603.73)。
6）熒光光譜測(cè)試：
將磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑配制成3.0×10-5 mmol/L的DMSO/H2O為1:1（Tris-HCl緩沖溶液，pH, 7.4）溶液。在對(duì)分別含有(F-, Cl-, Br-, I-, Ac-, HCO3-, C6H5COO-, NO3-, SO42-, HSO4-, ATP, ADP, P2O74-, H2PO4-等)的DMSO/H2O為1:1（Tris-HCl緩沖溶液，pH, 7.4）溶液為檢測(cè)對(duì)象，結(jié)果表明：在加入H2PO4-時(shí)，檢測(cè)試劑的熒光增強(qiáng)，而加入其它離子時(shí)檢測(cè)試劑的熒光幾乎不變。實(shí)驗(yàn)中，取3 mL磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑加入到比色皿中，然后加入到含不同種類和濃度的陰離子均勻混合，測(cè)定各組溶液的熒光數(shù)據(jù)。經(jīng)熒光滴定和擬合計(jì)算得測(cè)定其檢出極限可達(dá)2.58×10-7M。磷酸二氫根離子檢測(cè)試劑可定性和定量地檢測(cè)磷酸二氫根離子。