Tb3+配合物荧光探针的合成及其对色氨酸的定量分析

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氨基酸在人体中必不可少,虽然有很多检测方法,但都存在不同程度的缺点。开发更加高效、灵敏、可靠的检测方法已经成为分析工作的迫切要求。近年来,稀土配合物荧光探针的应用较为普遍,选择稀土作为荧光探针,并寻找合适的配体与之形成配合物,用来分析检测氨基酸,也是一个越来越受重视的研究领域。色氨酸(Trp)是人体内不可合成的必需氨基酸之一,要从外界摄入。将其作为典型代表,利用稀土配合物荧光探针法对其进行检测。铽为稀土元素之一,具有很强的荧光性质,铽离子(Tb3+)的电子结构为{[Xe]4f~8},其4f轨道没有填满,4f电子可以从5D4和5D3高能级跃迁回到7FJ(J=0~6)低能级,从而有较强的荧光效应。乙二酸(C2H2O4·2H2O)是最简单的二元羧酸,其作为线性链中的双二齿配体,四个氧原子可以与金属离子有多种配位模式,形成各种各样结构的配合物。吡啶-3,5-二羧酸(H2PDC)和咪唑-4,5-二羧酸(H3IDC)由于都含有N原子以及两个羧基,可应用于制备配合物。因此本文采用水热法,以C2H2O4·2H2O,H2PDC和H3IDC为配体合成三种Tb3+配合物,利用荧光光谱法确定最佳反应摩尔比、浓度、温度和时间。并通过红外光谱法(IR)、X射线粉末衍射技术(XRD)、热重分析(TG)以及场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测Tb3+配合物的热稳定性、形貌和元素分布等。然后,以Tb3+配合物为荧光探针检测对Trp进行定量分析,并研究了其影响因素。将Tb3+配合物用于实际样品的检测。得到如下结论:(1)以C2H2O4·2H2O为配体时,与Tb3+进行水热合成法的最佳反应条件为1:4,0.5 mol·L-1,120℃,72 h。通过一系列表征说明Complex 1热稳定性较好,p H稳定性良好,含有C、O、Tb元素且分布较为均匀。Trp对Complex 1的荧光有猝灭作用,Trp在1.2×10-4mol·L-1~1.2×10-2mol·L-1浓度范围内,随浓度的增大荧光强度降低,建立了回归方程I=-22.43C+990,相关系数r=0.9962,检出限为3.45×10-5mol·L-1。花生中Trp含量为5.61 mg·g-1,与高效液相色谱法的测定结果一致,回收率为97.42%~102.89%,方法准确度较高。(2)H2PDC与Tb3+在不同条件下水热合成时,发现其最佳反应条件为1:4,0.5mol·L-1,150℃,72 h。采用IR、XRD、TG以及FESEM对其进行了表征,Trp对Complex2的荧光产生猝灭作用,线性范围为1×10-5mol·L-1~1×10-3mol·L-1,回归方程为I=-128.63C+169.6,检出限为2.91×10-6mol·L-1。能够准确测定出玉米中Trp的含有0.67mg·g-1,达到了分析实验的要求。(3)水热法合成了Tb3+-H3IDC配合物,确定了最佳反应条件,对其热稳定性、结构、形貌以及元素分布进行了表征。此配合物进行Trp定量分析时发现,Complex 3的荧光强度随着Trp的浓度的增大而升高,同样能够对Trp进行准确的分析测定。测定Trp的浓度范围1×10-4mol·L-1~3.5×10-2mol·L-1,回归方程为I=16.89C+879.8,检出限为9.29×10-5mol·L-1。大豆中含有Trp,为4.32 mg·g-1,回收率为96.73%~103.99%,为生物领域的检测提供方法。
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