Chemosensore a triplice segnale per la rilevazione ad occhio nudo e piombo spettrometrico

Anonim

L'esposizione al piombo ambientale è una delle più significative minacce per la salute pubblica in tutto il mondo. Di conseguenza, sono urgentemente necessari saggi di piombo affidabili, rapidi, poco costosi e facili da maneggiare. Gli scienziati hanno ora presentato un nuovo chemosensor per il piombo nell'European Journal of Inorganic Chemistry. Offre un segnale triplex al momento del legame degli ioni piombo: un cambiamento significativo nel colore della soluzione che consente il rilevamento a occhio nudo e una variazione del rapporto in due bande di assorbimento / fluorescenza che consente un'analisi spettrometrica di piombo sensibile.

Il piombo è ampiamente utilizzato in una moltitudine di campi, tra cui batterie ricaricabili, benzina con piombo, applicazioni industriali, vernici e impianti idraulici. Sebbene la benzina con piombo sia stata vietata in molti paesi e le condutture dell'acqua non sono più in uso, il piombo è ancora un prodotto di grande importanza economica. Il piombo è uno degli inquinanti ambientali più devastanti e diffusi, specialmente nei paesi in via di sviluppo e soglia. La sua estrazione, uso e smaltimento contaminano l'aria, il suolo e l'acqua, dove entrano nella catena alimentare. A livelli più alti, è letale per gli adulti; i bambini piccoli sono colpiti da dosi minori.

Scienziati dell'Università di Jinan e della Jinan Academy of Agricultural Sciences (PR Cina) hanno ora progettato, sintetizzato e caratterizzato un nuovo chemosensor per il rilevamento di piombo. Il loro nuovo approccio consente una comoda rilevazione ad occhio nudo e un'analisi spettrometrica sensibile dei composti di piombo.

Il sensore si basa su una molecola composta da due blocchi elementari: un derivato macrofilico di porfirina e un ampio sistema di anelli aromatici condensati con un'unità centrale di perilene. In presenza di piombo, un complesso è formato da due ioni guida e due molecole di sensori. Ciò induce un cambiamento significativo nel colore della soluzione: con l'aumentare delle concentrazioni di piombo, il colore cambia dal rosa cipria al verde chiaro. Il chemosensore mostra una chiara relazione lineare tra l'assorbanza e la concentrazione di ioni di piombo.

Inoltre, il sistema subisce grandi cambiamenti nel rapporto di intensità di due picchi di assorbimento e due di emissione, che consente il rilevamento raziometrico degli ioni piombo con un'eccellente sensibilità (limite di rilevamento: 4, 0 × 10-7 moli / litro).

Dopo il legame degli ioni piombo con le molecole del sensore, l'emissione del gruppo porfirinico è sostanzialmente esaurita. Inoltre, le bande di assorbimento sono spostate a lunghezze d'onda più lunghe rispetto a quelle della base di porfirina libera. Ciò consente un trasferimento non radiativo di energia di eccitazione dalla porzione di perilene del donatore alla porfirina accettore. Il gruppo della porfirina emette l'energia come luce, generando una banda di fluorescenza che non è osservata nelle soluzioni delle molecole del sensore libero.

Test con altri ioni metallici hanno dimostrato che il nuovo sensore è altamente selettivo per il piombo. Il team, guidato da Peihua Zhu, è fiducioso di offrire un modo per il rilevamento in loco e in tempo reale degli ioni guida nei sistemi reali. Inoltre, potrebbe essere un punto di partenza per lo sviluppo di ulteriori sensori basati sullo stesso principio.

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