寧曉鈺, 魏 剛, 光善儀*, 趙 崗, 徐洪耀,3

1. 東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院，上海 201620 2. 東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院和纖維材料改性國家重點實驗室，上海 201620 3. 東華大學(xué)分析測試中心, 上海 201620

引 言

鋁元素對環(huán)境和生物系統(tǒng)至關(guān)重要，同時也是地殼中最豐富的金屬元素，因此被廣泛用于我們的日常生活中，如鋁基藥品、儲藏制品和炊飲用具等，由于鋁箔和容器的頻繁使用，引起食品中鋁濃度適度增加進而導(dǎo)致了人體吸收Al3+的風(fēng)險增加。當(dāng)人攝入Al3+過高，可引起大腦神經(jīng)的退化，記憶力衰退，智力和性格也深受影響，甚至呈現(xiàn)老年性癡呆[1-2]，骨軟化，腦病和阿爾茨海默病等。高劑量鋁可抑制體外培養(yǎng)的人胚成骨細胞的生長發(fā)育，并對其產(chǎn)生一定的毒性作用。同時高劑量鋁不僅對人體毒害嚴重，對植物的有機酸分泌、細胞活動、酶活性光合作用等生理活動也會造成不良影響[3-4]； 因此，Al3+的檢測便成為分析工作者關(guān)注的焦點。

據(jù)此本論文研究了以三聚氯氰為橋梁將羅丹明酰胺和席夫堿衍生物鏈接在一起的DPG聚氰分子(RBCS)，通過Job-plot實驗，MALDI-TOF-MASS以及1H NMR詳細研究了探針分子與Al3+的識別機理，研究了探針分子對Al3+的識別性能，通過熒光滴定實驗研究了RBCS的檢出限。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

AL104電子天平(梅特勒-托利多儀器公司), LS 55 Fluorescence Spectrometer(PerkinElmer), 4800型基質(zhì)輔助激光電離飛行時間質(zhì)譜(AppliedBiosyst), Bruker AVANCE/DMX600型核磁共振儀器(瑞士Bruker公司)。

AlCl3·9H2O為分析純，無水乙醇購自國藥集團化學(xué)試劑公司； 氘代丙酮購自上海泰坦科技股份有限公司，所購買的溶液和試劑沒有進行提純或純化； RBCS為本實驗室自己合成。

1.2 方法

探針RBCS儲備液配制： 稱取0.212 9 g的探針分子溶于各個溶劑中，定容到250 mL容量瓶中，配置成濃度是10-3mol·L-1探針分子的儲備液；

金屬離子儲備液配制： 準確稱取10-1mol質(zhì)量Al3+鹽固體溶于乙醇中，100 mL容量瓶內(nèi)定容后配制成10-2mol·L-1濃度鋁離子儲備液。

光度滴定實驗： 取上述儲備液配制RBCS(10 μmol·L-1)加入不同體積Al3+溶液后，用乙醇/水(99/1,V/V)溶液進行定容后，在λex/λem為557/578 nm條件下測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 RBCS-Al3+絡(luò)合機理研究

通過Job-plot曲線、核磁滴定、MALDI-TOF-MASS研究了RBCS對Al3+的絡(luò)合比和識別機理。

圖1 RBCS探針結(jié)構(gòu)

圖2 RBCS-Al3+的Job-plot曲線

圖3 RBCS和RBCS-Al3+的質(zhì)譜

為了更好的確認探針RBCS與Al3+結(jié)合的比例，通過固定RBCS+Al3+的濃度總和為20 μmol·L-1，改變二者的濃度比得到在578 nm處的熒光強度與該濃度下熒光探針自身熒光強度的差值，對離子占總濃度的比例作圖，通過圖2可知當(dāng)所占比例為0.68時縱坐標可以達到最高值，所以RBCS與Al3+之間主要以1∶2進行配位識別，如圖3所示的MALDI-TOF-MASS分析也證實了這一點，在圖3(a)中850.39處的主峰為[RBCS-H]+，而在圖3(b)中900.07處顯示出的主峰，歸因于探針[RBCS+2Al-5H]+(計算值為900.32)。這就更進一步證實了RBCS為雙探針基團分子，且以1∶2實現(xiàn)對Al3+的絡(luò)合。

圖4 (a): 在RBCS (10 μmol·L-1)的氘代丙酮溶液中依次加入0，0.5，1，2，3當(dāng)量Al3+后的氫譜對比圖; (b): 5.0～1.5 ppm； (c): 8.5～5.5 ppm

Fig.4(a):1HNMRContrastdiagramofAcetone-d6solutioncontainingRBCS(10μmol·L-1)afteradding0,0.5,1,2,3equivalentAl3+inturn; (b):5.0～1.5ppm； (c):8.5～5.5ppm

圖5 RBCS-Al3+的絡(luò)合模型

圖6 (a)： RBCS (10 μmol·L-1)對不同濃度Al3+熒光響應(yīng)圖譜(內(nèi)插圖為λem=578 nm處的熒光強度點狀圖)； (b)： 相對熒光強度F/F0和Al3+濃度線性關(guān)系曲線

Fig.6(a):RBCS(10μmol·L-1)fluorescenceresponsemapfordifferentconcentrationsofAl3+(Theinternalillustrationisdotintensitymapoffluorescenceintensityatλem=578nm)； (b):TherelativefluorescenceintensityislinearrelationshipbetweenF/F0andAl3+concentration

2.2 RBCS- Al3+滴定曲線及檢出限

為了研究探針RBCS的靈敏度，本文采用光度滴定法測定在乙醇/水(99/1,V/V)溶液中RBCS (10 μmol·L-1)對不同濃度Al3+(0.01～8 eq)的熒光強度[如圖6(a)所示，其中λex=557 nm,λem=578 nm]，并對數(shù)據(jù)做線性回歸，回歸方程為y=32.336 0+65.364 1x，R2=0.993 3，線性范圍為1～10 μmol·L-1，如圖6(b)所示，通過3σ/k算得檢出限15 nmol·L-1。

3 結(jié) 論