一种氟离子荧光探针、制备方法及水相中氟离子检测方法

本发明属于氟离子探针制备领域，具体涉及一种氟离子荧光探针及其制备方法以及基于氟离子荧光探针的水相中氟离子检测方法。

背景技术：

1、氟作为一种人体必需微量元素，与人们的身体健康密切相关。适量氟的摄入对人体有益，起到防龋齿的作用。当人体摄入的氟不足时，会导致骨质疏松和龋齿病的发生。相反，过量氟的摄入会产生氟斑牙，严重时会引发氟骨症等一系列疾病。人体主要通过饮水、食物等途径摄入氟，因此有必要开展饮用水和食品中氟的检测。

2、目前，用于饮用水和食品中氟含量的检测方法主要有比色法、离子选择电极法、离子色谱法等。但这些方法都依赖于价格昂贵的仪器，并且操作复杂、检测时间长、对操作人员的要求较高。与传统的检测方法相比，探针法具有反应快、可视直观、灵敏度高、选择性好、成本低廉等优点，同时对操作人员的要求不高以及不需要使用价格昂贵的大型仪器。因此，开发一种用于食品中氟含量的快速检测方法具有重要意义。

3、由于氟离子它本身的特殊性，即有着最小半径的负离子，所以氟离子的电荷密度会大于一般的阴离子。正是因为氟离子的这两种特性，使得氟离子在水中轻而易举地就能与水分子形成氢键结构，且这种氢键作用力较强，这就导致检测离子的难度比检测一般阴离子的难度大。所以最近几年以来设计与合成能够满足对于氟离子实现快速、高效、专一性识别的荧光化学探针是研究热点。

技术实现思路

1、本发明根据氟离子的化学性质：氟的电负性最强，离子半径最小，结合已经开发的氟离子探针类型，设计并合成了一种基于硅氧键断裂的路易斯酸受体型氟离子荧光探针。可以实现裸眼快速检测氟离子，且操作简单。该类型的探针适用于饮用水、茶叶等食品领域中的氟离子检测。

2、首先，本发明制备了一种氟离子荧光探针，可以对氟离子产生独特的绿色荧光响应，所述氟离子探针的分子式为：c18h27no3si，其化学结构式为图1的c所示。

3、相应的，氟离子荧光探针c的制备方法为：a、将如图所示化合物1和正丁胺溶于醋酸中，其中，化合物1的添加量为1mol/l，正丁胺和添加量为2mol/l，完全溶解后在118~130℃的条件下加热回流反应，反应完成后冷却至常温后，随后置于-1~1℃的环境中，搅拌至析出白色结晶产物后抽滤、干燥后得到白色固体产物化合物2；

4、b、将所述化合物2、叔丁基二甲基氯硅烷和4-二甲氨基吡啶溶于二氯甲烷中，其中，化合物2的添加量为0.1g/ml，叔丁基二甲基氯硅烷的添加量为0.089g/ml， 4-二甲氨基吡啶的添加量为0.056g/ml，常温下反应完全后将反应液倒入水中洗涤，分液，有机相拌硅胶过层析柱，得到纯的粘稠油状产物即为所述的氟离子探针。

5、其中，步骤b中所述的层析柱纯化过程中采用石油醚为洗脱液。

6、其中，步骤a中所述的加热回流反应时间为2~5 h。

7、其中，步骤b中所述的常温下反应完全的时间为1-2 h。

8、同时，本发明还提供基于此氟离子探针用于水相中氟离子的检测方法，包括如下步骤：

9、将一个同类型的样品溶于蒸馏水中，测得其中的氟离子含量；

10、将已知浓度的氟离子添加到样品中，绘制508~528nm波长条件下的荧光强度与氟离子浓度的标准曲线；

11、将待测的样品与氟离子探针母液混合，反应完全后置于508~528nm的条件下测定荧光强度；

12、将测定荧光强度的值带入荧光强度与氟离子浓度的标准曲线，得到待测样品的氟离子浓度；

13、所述氟离子探针的分子式为c18h27no3si，其化学结构式见图1。

14、有益效果

15、本发明提供了一种以3-羟基正丁基邻苯二甲酸酐、正丁胺和叔丁基二甲基氯硅烷为原料合成的路易斯酸受体型氟离子探针c。该探针对氟离子有显著的绿色荧光响应，可以高效、灵敏识别氟离子，而其他12种阴离子对氟离子的检测干扰较小。

16、本发明操作简单、选择性好、灵敏度高，可以实现裸眼快速检测氟离子。路易斯酸受体型氟离子探针可以在水体系中进行氟离子的检测，因此，本发明的荧光探针能应用于饮用水、茶叶等食品领域中氟离子的定量检测。

技术特征：

1.一种用于检测氟离子的探针，其特征在于，所述氟离子探针的分子式为c18h27no3si，其化学结构式如下：

2.一种权利要求1所述的氟离子探针的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

3.一种权利要求2所述的氟离子探针的制备方法，其特征在于，步骤b中所述的层析柱纯化过程中采用石油醚为洗脱液。

4.一种权利要求2所述的氟离子探针的制备方法，其特征在于，步骤a中所述的加热回流反应时间为2～5h。

5.一种权利要求2所述的氟离子探针的制备方法，其特征在于，步骤b中所述的常温下反应完全的时间为1-2h。

6.一种权利要求1所述的氟离子探针的应用，其特征在于，所述氟离子探针用于水相中氟离子的检测。

7.根据权利要求6所述的氟离子探针用于水相中氟离子的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种氟离子荧光探针的制备方法及其应用，属于分析化学技术领域。本发明的荧光探针，以3‑羟基正丁基邻苯二甲酸酐、正丁胺和叔丁基二甲基氯硅烷为原料设计合成了一类基于硅氧键断裂的路易斯酸受体型氟离子探针C。该探针对氟离子有显著的绿色荧光响应，可以高效、灵敏识别氟离子，而其他12种阴离子对氟离子的检测干扰较小。本发明操作简单、选择性好、灵敏度高，可以实现裸眼快速检测氟离子。路易斯酸受体型氟离子探针可以在水体系中进行氟离子的检测，因此，本发明的荧光探针能应用于饮用水、茶叶等食品领域中氟离子的定量检测。技术研发人员：蔡荟梅,陈冉冉,宛晓春,白福情,陈贵杰,彭传燚受保护的技术使用者：安徽农业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2