的比率吸收紫外光譜法
【專利摘要】本發明一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或F-的紫外比率吸收光譜法屬分析化學領域。用雙-(7-羥基-香豆素-8-醛)縮乙二胺，簡寫為試劑 s1 ，為檢測微量Mg2+、Zn2+或F-的試劑。測定Mg2+時，DMF（N,N-二甲基甲酰胺）溶液中，在290nm，370nm和430nm波長處形成比率吸收，在335nm和405nm波長處有等吸收點；測定Zn2+時，DMF/H2O（1/4，v/v）溶液中，在290nm，350nm和420nm波長處形成比率吸收，在330nm和400nm波長處有等吸收點；測定F-時，DMF溶液中，在290nm和390nm波長處形成比率吸收，在348nm波長處有等吸收點。檢測Mg2+、Zn2+或F-的濃度線性范圍均為兩個數量級，檢測限低至10-7mol · L-1。試劑 s1 的制備方法是以7-羥基香豆素和乙二胺為原料，在乙二胺的兩端連接8-甲酰基-7-羥基香豆素得到。結構式為：。
【專利說明】-種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或Γ的比率吸收紫外光譜法
【技術領域】
[0001] 本發明屬分析化學領域，具體地說是一種檢測微量Mg2+、Zn2+或Γ的紫外比率吸收 光譜分析法。
【背景技術】
[0002] 比率吸收測定技術是紫外吸收光譜分析中的一個重要方法，是利用顯色試劑與待 測物作用后在特定波長下的吸光度增強和減低的比率吸收性能，即特定波長處的吸光度的 比值作為信號來檢測物質的方法。與在單一波長吸收強度的測定相比，利用不同波長的吸 收比率變化而具備更高的穩定性和準確度。對單一波長的探針而言，在實際應用中會受 到探針自身濃度、測試條件、光源強度波動及儀器敏感性等因素的影響，降低了測定的準確 度。而關于對比率吸收測定技術的相關報道相對較少。特別是利用同一顯色試劑，控制不 同測試條件，達到對不同離子的選擇性檢測更為少見。
[0003] 鎂離子在臨床醫學，營養學和生理學中的作用已經引起人們的廣泛關注。鎂離子 是細胞中最重要的二價陽離子，在細胞中扮演著重要角色，在許多細胞過程如分芽繁殖、細 胞死亡、穩定DNA的構型、穿透膜的離子傳輸、保持細胞的形狀和信號傳輸中都發揮重要作 用，在調控酶的功能方面鎂離子也發揮一定的作用。已經報道的大量鈣離子熒光探針相比， 性能優異的鎂離子熒光探針仍然較少。因此，研制高選擇性、高靈敏度檢測鎂離子的傳感器 具有研究意義。
[0004] 鋅是生命體系中繼鐵之后的第二富集金屬，鋅離子不僅在自然環境中，而且在生 物體系都起著至關重要的作用。但人們對于過渡金屬鋅離子，特別是其危害性的關注和研 究相對較少。鋅離子是農業和食品產業中廣泛存在的污染物。在生物體系中，鋅離子也同 樣有著深遠的影響。在人體很多生理過程中，例如結構和催化因子，信號傳輸和調節，基因 表達調節和細胞凋亡，都起著重要的作用。研究表明，鋅離子代謝過程失調和很多嚴重的神 經性疾病緊密相關，例如阿爾茨海默氏癥，肌萎縮性脊髓側索硬化癥，帕金森病，缺氧缺血， 癲癇病。所以，無論在生物體系還是自然環境中，定量的、選擇性的檢測鋅離子變得十分必 要。而利用紫外吸收方法來檢測鋅離子具有高靈敏度、高選擇性等優點。
[0005] 氟離子是人體及動物體必需的微量元素之一，對人體的健康至關重要，它能有效 的預防齲齒，提高骨密度，在治療骨質疏松方面有廣泛的應用；同時，臨床醫學研究表明，一 次大劑量的攝入或長期少量的攝入氟離子，將導致人體胃、腎功能的損傷以及引起骨骼氟 中毒等。超過1.5 mg 的含氟水會導致氟斑牙、骨病，且導致磷代謝紊亂，而在多因素的 作用下，高氟地下水不斷地遷移和富集，且不斷擴大的工業生產及農業活動也導致環境氟 污染日趨嚴重，無論從人體健康還是環境保護方面考慮，氟離子的檢測都具有重要意義。與 傳統的氟離子檢測手段如離子色譜法相比，紫外比率吸收方法具有檢測方便、靈敏度高、動 態響應范圍寬等優勢。
【發明內容】
[0006] 利用一種比率吸收試劑，建立分別檢測微量Mg2+、Zn2+或Γ的分析新方法。本發明 的目的是通過控制不同的溶劑，采用比率吸收光度法對Mg 2+、Ζη2+或Γ進行高靈敏、高選擇 和1?穩定性的檢測。
[0007] 本發明一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或Γ的紫外吸收光譜法，是用化學名稱為 雙-(7-羥基-香豆素-8-醛）縮乙二胺的化合物，簡寫為sl，作為紫外光譜比率吸收法用 于檢測微量Mg 2+、Zn2+或F_的試劑；（1)試劑si在N，N-二甲基甲酰胺（DMF)溶液中測定 Mg2+時，在290nm，370nm和430nm波長處形成比率吸收，在335nm和405nm波長處有等吸收 點，在Mg 2+ -定濃度范圍內，370nm和290nm波長處吸光度比值與Mg2+濃度成線性關系，用 比率吸光度法測定Mg 2+ ; (2)試劑si在DMF/H20 (1/4, v/v)溶液中測定Zn2+時，在290nm， 350nm和420nm波長處形成比率吸收，在330nm和400nm波長處有等吸收點，在Zn 2+ -定濃 度范圍內，350nm和290nm波長處吸光度比值與Zn2+濃度成線性關系，用比率吸光度法測定 Zn2+ ; (3)試劑si在DMF溶液中測定F-時，在290nm和390nm波長處形成比率吸收，在348nm 波長處有等吸收點，在Γ 一定濃度范圍內，390nm和290nm波長處吸光度比值與Γ度成線 性關系，用比率吸光度法測定Γ。
[0008] 上述的一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或Γ的比率吸收紫外光譜法是（1)測定Mg 2+ 時，其它共存金屬離子：Zn2+，Ca2+，Ba2+，Sr2+，Hg 2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Cd2+，Pb 2+，Li+，Na+，K+，Ag+， Al3+，Fe3+，Cr3+之一，在濃度為Mg2+濃度10倍量時，對Mg 2+的測定無干擾；（2)測定Zn2+時， 其它共存金屬離子：Mg2+，Ca 2+，Ba2+，Sr2+，Hg2+，Co2+，Ni 2+，Cu2+，Cd2+，Pb2+，Li+，Na+，K+，Ag+， Al3+，Fe3+，Cr3+之一，在濃度為Zn2+濃度10倍量時，對Zn 2+的測定無干擾；（3)測定Γ時，其 它共存陰離子：Cr，&_，Γ，HS04_，Ac0_，N0 3-，C104_，PF6_，H2P04-，PF 6_，在濃度與 F-濃度相當 時，對的測定無干擾。
[0009] 上述的一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或Γ的比率吸收紫外光譜法是（1)試劑si檢 測微量Mg2+的濃度線性范圍為
【權利要求】
1. 一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或r的比率吸收紫外光譜法，其特征是用化學名稱為 雙-(7-羥基-香豆素-8-醛）縮乙二胺的化合物，簡寫為sl，作為紫外光譜比率吸收法用 于檢測微量Mg2+、Zn2+或F_的試劑；（1)試劑si在N，N-二甲基甲酰胺（DMF)溶液中測定 Mg2+時，在290nm，370nm和430nm波長處形成比率吸收，在335nm和405nm波長處有等吸收 點，在Mg2+ -定濃度范圍內，370nm和290nm波長處吸光度比值與Mg2+濃度成線性關系，用 比率吸光度法測定Mg2+ ; (2)試劑si在DMF/H20 (1/4,v/v)溶液中測定Zn2+時，在290nm， 350nm和420nm波長處形成比率吸收，在330nm和400nm波長處有等吸收點，在Zn2+ -定濃 度范圍內，350nm和290nm波長處吸光度比值與Zn2+濃度成線性關系，用比率吸光度法測定 Zn2+ ; (3)試劑si在DMF溶液中測定F-時，在290nm和390nm波長處形成比率吸收，在348nm 波長處有等吸收點，在r一定濃度范圍內，390nm和290nm波長處吸光度比值與r度成線 性關系，用比率吸光度法測定F。
2. 根據權利要求1所述的一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或r的比率吸收紫外光譜法，其 特征是（1)測定Mg2+ 時，其它共存金屬離子：Zn2+，Ca2+，Ba2+,Sr2+，Hg2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Cd2+， Pb2+，Li+，Na+，K+，Ag+，Al3+，Fe3+，Cr3+之一，在濃度為Mg2+濃度10倍量時，對Mg2+的測定無干 擾；（2)測定Zn2+ 時，其它共存金屬離子：Mg2+，Ca2+，Ba2+,Sr2+，Hg2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Cd2+，Pb2+， Li+，Na+，K+，Ag+，Al3+，Fe3+，Cr3+之一，在濃度為Zn2+濃度10倍量時，對Zn2+的測定無干擾； (3)測定F-時，其它共存陰離子：Cl-，&_，1_，HSO4-,AcO-，NO，，CUV，PF6-,H2PO4-,PF6-，在濃 度與r濃度相當時，對r的測定無干擾。
3. 根據權利要求1所述的一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或r的比率吸收紫外光譜法，其 特征是（1)試劑Sl檢測微量Mg2+的濃度線性范圍為9.OXKT7?I. 1X10_5mol?I71，檢測 限低至1〇_7mol.L-1 ; (2)試劑si檢測微量Zn2+的濃度線性范圍為9.OX10_7?I.OX10_5 mol噸'檢測限低至10_7mol噸―1 ; (3)試劑si檢測微量F_的濃度線性范圍為8.OX10_7? L2X105mol?L\檢測限低至 107mol?L工。
4. 根據權利要求1所述的一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或r的比率吸收紫外光譜法， 其特征是所述試劑si化學結構式為：
分子式=C22H16N2O6 分子量：404. 10 熔點：大于300°C 溶解性：微溶于氯仿、二甲亞砜、N，N-二甲基甲酰胺等，不溶于乙醇 光譜性質：DMF溶液中，在290nm，350nm和420nm波長有紫外吸收；在DMF溶液中與Mg2+形成配合物后，在290nm，370nm和430nm波長處形成比率吸收，在335nm和405nm波長 處有等吸收點；DMF/H20 (1/4,v/v)溶液中與Zn2+形成配合物后，在290nm、350nm和420nm 波長處形成比率吸收，在330nm和400nm處有等吸收點；在DMF溶液中與F_形成配合物后， 在390nm和290nm波長處形成比率吸收，在348nm處有等吸收點。
5. 根據權利要求4所述的一種分別檢測微量Mg2+、Zn2+或r的比率吸收紫外光譜法， 其特征是所述試劑Si的制備方法為以7-羥基香豆素為原料，二氯甲烷為溶劑，用乙酸酐 對7-羥基香豆素中7-位的羥基進行保護得到7-乙酰氧基香豆素后，以三氟乙酸為催化劑 和溶劑，與六次甲基四胺反應得到中間體8-甲酰基-7-羥基香豆素；再由中間體8-甲酰 基-7-羥基香豆素與乙二胺在乙醇溶液中反應得到試劑s1即雙-(7-羥基-香豆素-8-醛） 縮乙二胺，合成路線如下：
具體合成工藝條件為： (1) 7-乙酰氧基香豆素的合成 N2保護下，三口燒瓶中加入二氯甲燒，然后加入7-羥基香豆素，乙酸酐，攪拌溶解，摩爾 比按7-羥基香豆素：乙酸酐=1:2?2. 5,吡啶7?8滴，室溫攪拌反應，濾液減壓蒸餾除 去溶劑，用水溶解后用乙酸乙酯萃取，飽和食鹽水洗滌，硫酸鈉干燥，過濾，柱層析純化制得 7_乙酰氧基香豆素： 反應溫度：室溫 反應時間：12h 反應溶劑：二氯甲烷 洗脫劑：氯仿 (2) 中間體8-甲酰基-7-羥基香豆素的合成 N2保護的冰浴下，三口燒瓶中加入7-乙酰氧基香豆素，三氟乙酸，攪拌，待溫度降至 (TC時，加入六次甲基四胺，摩爾比按7-乙酰氧基香豆素：六次甲基四胺=1:1. 5?1.8,冰 浴下反應，將反應溫度逐漸升至室溫，再回流攪拌反應，減壓蒸餾除去溶劑，在剩余溶液中 加入水，將混合物升至60°C攪拌，過濾，濾液用氯仿萃取，飽和食鹽水洗滌，硫酸鈉干燥，過 濾，減壓蒸餾除去溶劑，沉淀部分合并，柱層析分離得到中間體8-甲酰-7-羥基香豆素： 反應溫度：回流 反應時間：9h 反應溶劑：三氟乙酸 洗脫劑：氯仿/甲醇（v/V=100/1) (3) 雙-(7-羥基-香豆素-8-醛）縮乙二胺 N2保護下，在250ml三口燒瓶中，加入8-甲酰-7-羥基香豆素，無水乙醇，攪拌，升 溫待其溶解后，降至室溫，將乙二胺溶于無水乙醇后逐滴加入，摩爾比按8-甲酰-7-羥基 香豆素：乙二胺=1:0. 4?0.6,加熱回流，過濾，用氯仿和甲醇重結晶得到乳白色固體 雙-(7-羥基-香豆素-8-醛）縮乙二胺： 反應溫度：回流 反應時間：3. 5h
【文檔編號】C07D311/16GK104266989SQ201410566120
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】沈韻, 趙遠會, 曾晞, 牟蘭 申請人:貴州大學