焦磷酸根离子化学传感器的研究进展

离子广泛存在于自然界,在生物、医药、化学和环境科学等领域均起着重要作用。焦磷酸根离子(P_(2)O_(7)^(4-),缩写为PPi)参与人体内遗传物质DNA的复制和供能物质三磷酸腺苷(ATP)的合成,其含量的高低与一些疾病(比如癌症)的进展密切相关。实时选择性识别与检测PPi对生命活动的观测、疾病的诊断与生态环境的监测均具有重要的意义。因此,基于主客体化学的PPi离子高选择性化学传感器的设计与合成引起了人们的广泛关注,已成为超分子化学研究的热门领域。本文综述了近几年用于识别与检测PPi的化学传感器的研究进展,分析了其优势及不足,并对其应用前景进行了展望。

针铁矿对焦磷酸根的吸附特征及吸附机制

为深入了解自然水体中焦磷酸盐的迁移转化行为,以表生环境中广泛存在的稳定矿物-针铁矿为研究对象,系统研究了其对焦磷酸根的吸附过程,探索了不同实验条件下(p H值、电解质、时间、温度)针铁矿对焦磷酸根吸附的影响。结果表明,溶液p H值从6.27升至10.99时,总磷吸附量从3.00 mg/g降低至0.75 mg/g;电解质浓度越低越有利于针铁矿对焦磷酸根的吸附;吸附剂对焦磷酸根的吸附量在最初1 h内增长较快,随后渐渐达到吸附平衡;溶液温度的升高对吸附量提高具有增强作用。用动力学和热力学模型对吸附过程进行拟合,发现准二级动力学和Langmuir模型具有更好的适用性。结合材料吸附焦磷酸根前后的表征,推导出针铁矿对焦磷酸根的吸附机制可能是以表面配合和物理吸附为主导。

焦磷酸根在即时合成阴离子粘土结构中的嵌入作用

污染物在矿物结构中的嵌入是固化、净化污染物的一种有前景的矿物学方法。焦磷酸根离子是工业废水中较难处理的工业磷污染源之一,研究新的除磷技术是水污染控制技术领域的重要课题之一。通过人工配制焦磷酸盐废水,初步研究镁-铝盐水解共沉淀法即时合成阴离子粘土去除焦磷酸根的效果、影响因素和焦磷酸根离子在阴离子粘土结构中的嵌入作用。研究结果表明,通过镁-铝盐水解共沉淀法即时合成阴离子粘土,焦磷酸根离子有效地嵌入阴离子粘土结构中,对焦磷酸根有非常好的去除效果。影响处理效果的主要因素是pH值和M g/A l比值。pH值为9.0~10,M g/A l比1∶1~3∶1时,都可以获得较好的去除效果。

比色法测定微量焦磷酸根

本文描述了一种测量微量焦磷酸根的简洁、快速且低成本的方法 ,此法基于在 β-巯基乙醇存在下焦磷酸根与钼酸铵形成绿色化合物 ,在 5 80 nm进行吸收测定。

一种简单的可比色识别焦磷酸根的化学传感体系

邻苯二酚紫、铜离子与邻二氮菲能形成一种三元络合物,构成一种简单的化学传感体系。该体系能够选择性识别水溶液中的焦磷酸根（PPi）,PPi的加入会引起溶液颜色由绿到黄的变化。PPi的紫外滴定实验表明,698nm处的吸光度与PPi浓度在9~54μmol·L-1范围内具有良好的线性关系（R=0.9902）,检出限为2.15μmol·L-1。阴离子竞争实验表明,该识别过程具有较强的抗干扰性,其它阴离子（F-、Cl-、Br-、I-、AcO-、CO2-3、C2O2-4、SO2-4、HSO-4、PO3-4、H2PO-4、HPO2-4）的过量存在基本不影响PPi的识别。

铜锡合金电镀液中焦磷酸根的测定

在氰化物—焦磷酸铜锡合金电镀液成分的测定中、用普通方法难以测定焦磷酸根的含量,给镀液的生产维护带来了许多不便。本文在实验的基础上、给出了一种简便快速、适于现场检测的容量分析方法。

一种基于1,3,4-噁二唑衍生物的荧光探针对锌离子和焦磷酸根的接力识别

设计合成了一种基于1,3,4-噁二唑衍生物的接力识别功能荧光探针L,在水溶液中(HEPES 0.01 mol·dm^(-3),pH=7.4)探针L对Zn^(2+)具有良好的选择性,可引起荧光增强并红移,二者的结合比为1:2。原位生成的配合物L-2Zn^(2+)可接力识别焦磷酸根(PPi),PPi与配合物中的锌离子继续络合,并可引起发射蓝移。通过L与Zn^(2+)和PPi的相继作用,扰动了L的激发态分子内质子转移性质,实现了荧光信号比率输出的接力识别。

基于铬天青S-铜-邻二氮菲传感体系对焦磷酸根的识别研究

铜离子与邻二氮菲、铬天青S能形成一种简单的化学传感体系,该体系在生理条件下对水溶液中焦磷酸根(PPi)的识别具有很好的选择性,PPi的加入会引起溶液颜色的变化(由蓝到黄),其他阴离子(F^-,Cl^-,Br^-,I^-,HSO_4^-,SO_4^(2-),Ac O^-,CO_3^(2-),C_2O_4^(2-),H_2PO_4^-,HPO_4^(2-),PO_4^(3-))的过量存在对PPi的识别基本无干扰。该体系在波长613 nm处的吸光度变化与PPi浓度在0~40μmol/L区间呈现良好的线性关系(r=0.994 3),检出限为1.69μmol/L,表明该体系可用于检测微量PPi。

一种新型的焦磷酸根可视化检测方法

焦磷酸根(PPi)在生命体系和环境体系中都占有重要的地位,利用Cu^(2+)诱导CdTe量子点产生荧光谱带红移的现象和PPi对铜离子的配位作用,建立了一种新型的PPi可视化检测方法.结果表明,PPi在5~50μmol/L的浓度内可通过CdTe量子点荧光颜色的变化进行可视化检测,其他阴离子对PPi测定均无干扰.此外,利用该方法对焦磷酸酶的活性进行了检测,初步取得了满意的结果,说明本文所建立的方法可以用于PPi相关物质的检测.

焦磷酸盐镀液中总焦磷酸根的快速测定

研究了磷铋钼三元杂多酸的形成条件及其还原产物的光度性质。实验结果表明,在硫酸介质中显色体系的最大吸收波长位于720～740nm。表观摩尔吸光系数ε′730=1.60×104L/(mol·cm)。磷浓度介于0～1.6μg/mL遵守比尔定律。焦磷酸盐镀液用H2SO4-H2O2消化后转变成正磷酸盐,用本法测定时镀液中的常见金属离子无干扰,方法具有良好的选择性,且简便快捷,能广泛适应于各种焦磷酸盐镀液中总焦磷酸根的测定。

基于碳量子点光活性模拟酶性能灵敏检测焦磷酸根离子

利用简单的水热法合成了具有良好水溶性、优良光活性模拟酶性质的碳量子点(CDs),该量子点在可见光照(λ≥400 nm)下可以催化氧化辣根过氧化物酶(HRP)的特征底物3,3,5,5-四甲基联苯(TMB),生成与HRP催化氧化相同的产物。铜离子可与CDs发生配位作用,使CDs聚集光诱导模拟酶的活性降低;焦磷酸根(ppi)存在时,铜离子与ppi配位生成Cu^(2+)-ppi复合物,从而使CDs分散模拟酶活性恢复。利用这一现象建立了一种比色检测ppi的方法,在最佳条件下,检测信号与ppi的浓度之间存在良好的线性关系,其线性范围为1.0×10^(-6)~5.0×10^(-3)mol/L,检出限为2.5×10^(-7)mol/L。将该方法应用于健康人血浆中ppi的检测,ppi的回收率为97.4%~104.8%,研究表明该比色传感器可用于人血浆中ppi的检测。

基于BODIPY荧光探针对Cu^(2+)和焦磷酸根的连续识别

以8-羟基喹啉-5-甲醛和吡啶-2, 6-二甲酸二甲酯为原料,合成了一种氟硼二吡咯(BODIPY)型荧光化学传感器Ⅰ,通过FTIR、^(1)HNMR、^(13)CNMR和ESI-MS对其结构进行了表征,利用紫外/荧光分光光度法研究了传感器Ⅰ的传感性能。结果表明,在V(DMF)∶V(水)=1∶4介质中,传感器Ⅰ对Cu^(2+)表现出明显的荧光猝灭响应,猝灭率高达97.7%,检测限为5.7×10^(–8)mol/L。此外,配合物Ⅰ-Cu^(2+)对焦磷酸根(PPi)表现出明显的荧光增强响应,检测限为1.9×10^(–8) mol/L,表明传感器Ⅰ对Cu^(2+)和PPi的识别检测具有较高的灵敏度和抗干扰能力。通过络合曲线和核磁滴定数据分析,得出传感器Ⅰ同Cu^(2+)以及配合物Ⅰ-Cu^(2+)对PPi的络合物质的量比均为1∶1。传感器Ⅰ对Cu^(2+)和PPi测试的有效pH范围为5~9,且循环响应测试可稳定进行4次。

基于铜离子催化的比色法检测焦磷酸根

Cu^2+能有效地催化过氧化氢(H2O2)和2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)反应,引起体系吸光度的变化。利用焦磷酸根(PPi)易与Cu^2+发生螯合作用而降低反应体系吸光度的原理检测PPi。实验考察并优化了pH值,Cu^2+浓度,H2O2浓度,反应时间。在最优条件下,PPi的浓度在1.0×10^-6~1.0×10^-4 mol/L范围内与吸光度有较好的线性关系。采用所建立的方法对人血清样品进行加标实验,加标回收率在98.5%~102.4%之间,RSD的数值均小于5.0%。

一种基于1,8-双取代芘的荧光探针对Cu^(2+)和焦磷酸根的接力识别

以1,8-二乙炔基芘和8-氨基喹啉为原料,通过click反应合成了一种双取代芘荧光探针L,表征了其结构.探针L可以在THF/H_2O(V∶V=1∶1,HEPES,1×10^(-2) mol/L,p H=7.4)中快速识别Cu^(2+),其他离子没有干扰.Job’s实验和高分辨质谱证明L与Cu^(2+)的结合计量比为1∶1,密度泛函理论计算表明L与Cu^(2+)形成了多元配合物.此外,L-Cu^(2+)对PPi具有良好的选择性和灵敏度,且响应快速,其检测限可达到6.32μmol·L^(-1),有潜在的应用价值.

基于有机小分子的焦磷酸根荧光探针研究进展

焦磷酸根(PPi)作为一种重要的生物功能阴离子在生命科学、环境科学、药物领域和化学过程等方面起着非常重要的作用.鉴于荧光分析具有操作简便、灵敏度高等突出优点,设计合成高效的PPi荧光探针成为近年来超分子化学研究的热点之一.综述了近年来PPi荧光识别与传感的多种设计策略与原理,主要包括基于荧光增强或淬灭型识别,激基缔合物识别,荧光指示剂置换,静电或氢键作用识别等.DPA-金属离子络合物,尤其是DPA-Zn2+络合物,作为识别基团对PPi有着显著的亲和性和选择性识别能力.DPA-Zn2+络合物与多种荧光团或者荧光指示剂组合而形成的化学传感体系已经被广泛应用于PPi荧光识别与传感.

焦磷酸根离子传感体系的研究进展

由于焦磷酸根离子(PPi)在生物、环境以及临床医学等学科领域的重要性,PPi的检测已受到越来越多的关注.重点介绍基于传感材料的PPi新型传感体系,并根据传感材料的不同分为以下几个方面进行综述:(1)基于纳米材料的传感体系,(2)基于共轭聚电解质/聚合物的传感体系,(3)基于脂质体的传感体系,(4)基于聚集诱导发光分子的传感体系,(5)其他类型的传感体系.展望了PPi传感的发展趋势.

拉曼光谱法定量分析焦磷酸根离子的含量

应用拉曼光谱技术研究了焦磷酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、乙二胺四乙酸钠等十余种可溶性盐水溶液以及它们的混合物溶液的拉曼光谱特征,考察了共存组分对焦磷酸根拉曼光谱特征峰的影响;建立了基于拉曼光谱技术定量分析溶液中焦磷酸根离子含量的方法。结果表明,以硝酸钾为内标物,保持被测溶液pH 11,焦磷酸根离子拉曼光谱特征峰强度与硝酸根离子拉曼光谱特征峰强度之比值对焦磷酸根浓度呈良好的线性关系,所得线性回归方程为y=1.2110x+0.1515,相关系数R2=0.9996;已经研究过的十余种可溶性盐共存物几乎不干扰焦磷酸根离子的定量分析。

焦磷酸根嵌入后形成的交联水滑石的研究

合成了焦磷酸根交联水滑石 ,用XRD、FT IR、DTA TG、MASNMR等手段研究了焦磷酸根嵌入后形成的水滑石 ,提出了嵌入水滑石层间最多的离子为H2 P2 O72 -,高温灼烧 ,P2 O74 -柱子交联到层上 ,且焦磷酸根离子链垂直位于水滑石层中 ,产物表面积为 87m2

基于间苯二甲酰腙的荧光探针的合成及其接力识别Al3+和焦磷酸根

设计合成了一种基于2-羟基-1-萘甲醛和间苯二甲酰肼的简单高效的荧光探针L,其结构通过1H NMR、13C NMR和HRMS进行表征。在乙醇-水(1∶1)的体系中,L能够高选择性识别铝离子,表现出明显的荧光增强,并具有较低的检测限(5.924×10^-6mol/L),二者结合比为1∶2。此外,原位生成的配合物L-2Al3+可接力识别焦磷酸根(PPi),具有良好的选择性和灵敏度,检测限可达4.756×10^-5mol/L。该荧光探针具有潜在的应用价值。