一种光开关型测定溶液pH值的探针方法

本发明一种光开关型测定溶液pH的探针方法，属分析化学领域。以化合物(E)‑2‑(2,4‑二羟基苯基)乙烯基‑8‑羟基喹啉为pH荧光探针，简称探针。荧光法在pH 2~5、10~12.4定量检测溶液pH；紫外‑可见吸收法在pH 2~5、5~10定量检测溶液pH；目视法在紫外和日光下，在pH 2~5、10~13定性、半定量检测溶液pH；探针测试滤纸在紫外和日光下，在pH 2~5、pH 10~13定性、半定量检测溶液pH；作为pH荧光探针，具有多级光开（On）关（Off）效应：pH 2~4荧光为“On”；pH 5~9荧光为“Off”；pH 10~12荧光为“On”；pH ＞13荧光为“Off”。

1.一种光开关型测定溶液pH的探针方法，其特征是以化合物(E)-2-(2,4-二羟基苯基)乙烯基-8-羟基喹啉作为pH探针试剂，简称探针，其结构式为： 检测方法是用探针乙腈溶液和不同pH值的缓冲溶液配制成探针溶液，按下列方法测定：(1)荧光光谱定量检测溶液pH：探针在pH 2～5范围，以440nm为激发波长，发射550nm的荧光，强度与pH线性相关；探针在pH 10～12.4范围，以440nm为激发波长，发射580nm波长的荧光，强度与pH线性相关；(2)紫外-可见吸收光谱定量检测溶液pH：在pH2～5，探针溶液在430nm与360nm处形成比率吸收，430nm波长处的吸光度与pH线性相关；在pH 5～10，探针溶液在430nm与360nm处形成比率吸收，360nm波长处的吸光度与pH线性相关；(3)目视法定性、半定量检测溶液pH，365nm紫外灯下：探针在pH 2～5范围，溶液颜色随pH值增大由黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10～13范围，探针溶液颜色随pH值增大由浅橙色逐渐变为橙色，再逐渐变为橙红色；日光下：在pH 2～5范围，探针溶液颜色随pH值增大由黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10～13范围，探针溶液颜色随pH值增大由浅橙色逐渐变为橙红色，再逐渐变为浅橙红色；(4)探针测试滤纸用于定性、半定量检测溶液pH，365nm紫外灯下：探针在pH 2～5范围，测试滤纸颜色从黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10～13范围，测试滤纸颜色从浅橙色逐渐变为橙红色，再逐渐变为浅橙色；在日光下：pH 2～5范围，测试滤纸颜色从黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10～13范围，测试滤纸颜色从浅橙色逐渐变为橙红色，再逐渐变为浅橙色；(5)作为检测溶液pH的荧光探针，具有多级光开关效应：pH 2～4，探针的荧光信号为“开”；pH 5～9，探针的荧光信号为“关”；pH 10～12，探针的荧光信号为“开”；pH＞13，探针的荧光信号为“关”。
2.根据权利要求1所述的一种光开关型测定溶液pH的探针方法，其特征是：(1)荧光光谱法检测，在pH 2.2～4.6、pH 10.0～11.4、pH 11.4～12.2范围，探针的荧光强度与溶液pH值呈正比，相关系数分别为0.9951，0.9995，0.9891；(2)探针紫外-可见吸收光谱检测，在pH
2.2～4.6、5.0～10.0范围，吸光度与溶液pH值呈正比，相关系数分别为0.9923，0.9847。
3.根据权利要求1所述的一种光开关型测定溶液pH的探针方法，其特征是用乙腈和缓冲溶液配制探针溶液的方法为：(1)用乙腈溶解探针试剂，配成探针浓度100μM的乙腈溶液，再用浓度为50mM的三羟甲基氨基甲烷和50mM的HCl溶液，用pH计调节，配成pH＝2～9的不同pH值的缓冲溶液，最后取浓度为100μM的探针乙腈溶液1mL，加三羟甲基氨基甲烷HCl缓冲溶液4mL，用乙腈溶液稀释至10mL，使乙腈与三羟甲基氨基甲烷HCl体积比为3:2，配制成pH＝2～9的不同pH值的探针溶液；(2)用乙腈溶解探针试剂，配成探针浓度100μM的乙腈溶液，再用浓度为50mM的4-羟乙基哌嗪乙磺酸和50mM的NaOH溶液，用pH计调节，配成pH＝10～12.4的不同pH值的缓冲溶液，最后取浓度为100μM的探针乙腈溶液1mL，加4-羟乙基哌嗪乙磺酸NaOH缓冲溶液4mL，用乙腈溶液稀释至10mL，使乙腈与4-羟乙基哌嗪乙磺酸NaOH体积比为3:2，配制成pH＝10～12.4的不同pH值的探针溶液。
4.根据权利要求1所述的一种光开关型测定溶液pH的探针方法，其特征是探针荧光或紫外-可见光谱法定量检测pH时，当一定浓度的共存离子、分子包括Na²⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺，Hg²⁺，Zn²⁺，Al³⁺，Ni²⁺，Pb²⁺，Fe³⁺，Ag⁺，Cu²⁺，赖氨酸，半胱氨酸，谷氨酸，色氨酸，精氨酸，酪氨酸，牛血清蛋白，果糖，牛血红蛋白分别存在时，对pH的测定干扰误差小于5％。
5.根据权利要求1所述的一种光开关型测定溶液pH的探针方法，其特征是探针的荧光或吸收光谱随pH可逆变化：从pH＝2到pH＝7，反复循环变化，光谱和强度不变；从pH 7到pH
11.4，反复循环变化，光谱和强度不变；从pH＝11.4到pH＝12.4，反复循环变化，光谱和强度不变；探针在不同pH值下的荧光强度的稳定时间大于20min。
6.按照权利要求1所述的一种光开关型测定溶液pH的探针方法，其特征是样品溶液pH的测定方法为：用探针乙腈溶液和样品溶液配制成样品探针溶液，按下列方法测定：(1)样品探针溶液在pH＝2～5，以440nm为激发波长，发射550nm的荧光；在pH＝10～12.4，以440nm为激发波长，发射580nm波长的荧光，根据荧光强度，可在工作曲线上查出样品pH值，如果在550nm或580nm无荧光，说明样品pH值不在2～5或10～12.4范围；(2)用紫外-可见吸收光谱定量检测溶液pH，样品探针溶液在pH＝2～5，在430nm与360nm有吸收峰，测定430nm处吸光度值，可在工作曲线上查出样品pH；样品探针溶液在pH＝5～10，在430nm与360nm有吸收峰，测定360nm处吸光度值，可在工作曲线上查出样品pH；如果在430nm与360nmw无吸收峰，说明样品pH不在此范围；(3)目视法定性，半定量检测样品溶液pH：样品探针溶液在365nm紫外灯下pH 2～5范围，溶液颜色随pH值增大由黄绿色逐渐变为浅黄绿色至无色；在pH 10～13范围，探针溶液颜色随pH值增大由浅橙色逐渐变为橙色，再逐渐变为橙红色，可根据溶液颜色估计溶液pH值；(4)样品探针溶液滴在滤纸上，在365nm紫外灯下，根据滤纸颜色的变化，也可估计样品溶液的pH值。