新型荧光探针Ni-TCPP：既能检测又能去除海水中的铀酰离子

新型荧光探针Ni-TCPP：既能检测又能去除海水中的铀酰离子

近日，广东石油化工学院研究团队开发出一种新型荧光探针Ni-TCPP，该探针不仅能高效检测海水中的铀酰离子，还能有效去除这些有害物质，为环境监测和污染治理提供了新的技术手段。

背景技术

随着人类社会和科技的发展，铀的应用领域日益广泛，包括核武器、核电站、医疗等。但铀是一种有毒金属离子，具有放射性和半衰期长，可以进入人体并通过影响肺、肾等器官的功能而损害人体。在铀的应用过程中，大量含铀废物被释放到环境中，对人类健康构成严重威胁。铀酰（UO22+）是铀的最稳定物质，很容易通过自然水循环扩散到环境中。

近年来，已经提出了许多用于检测铀酰离子的分析策略，如电感耦合等离子体-发射光谱法（ICP-OES）、电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）、加速器质谱法（AMS）等。但这些方法存在检测速度慢、样品前处理复杂、仪器昂贵等限制。相比之下，荧光传感具有低成本、检测过程方便、易于操作和实时检测的优点。

技术实现思路

本发明提供了一种基于卟啉的金属有机配合物荧光探针Ni-TCPP的制备方法，通过将Ni-TCPP的光学和吸附特性相结合，开发了一种能同时可视化检测和去除海水中铀酰的荧光探针。

制备方法

1. 将六水合氯化镍（II）(NiCl3·6H2O)和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的固体混合物溶解在含有N，N-二甲基甲酰胺（DMF）/乙醇混合溶液的离心管中；
2. 随后将四(4-羧基苯基)卟啉（TCPP）缓慢加入离心管中，进行超声处理；
3. 最后，将溶液转移到PTFE内衬中，然后将其封闭在不锈钢高压釜中处理；
4. 当反应完成时，将得到的混合物以DMF作为溶剂离心两次，冷却至室温后，将Ni-TCPP固体产物分别用超纯水和无水乙醇洗涤两次，将冲洗的固体产物干燥过夜以获得Ni-TCPP。

应用方法

将基于卟啉的金属有机配合物荧光探针Ni-TCPP分散在超纯水中，至少超声处理0.5h，得到探针溶液；向探针溶液中加入不同量的UO22+溶液，达到其最终浓度，混合均匀，进行荧光检测。

技术效果

1. 该荧光探针可响应于超低浓度的铀酰离子，检测限低至16.59nm；
2. 对UO22+最大吸附量为18.74mg/g，表现出优异的吸附能力；
3. 保持与稀土掺杂材料类似的长波长荧光特性，展示了巨大的实际应用潜力。

技术创新点

1. 开发了一种非稀土掺杂的MOF荧光探针，具有抗背景干扰能力；
2. 通过发光“开启”机制实现对铀酰离子的高灵敏度检测；
3. 结构坍塌后，有机分子表面可以吸附铀酰离子，实现双重功能。

这项研究为环境监测和污染治理提供了新的技术手段，具有重要的科学意义和应用价值。