科创中国
一种用于检测铬离子和铝离子的近红外荧光探针及其制备方法和应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2026-04-27 10:47:37
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-04-27 10:47:37
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种用于检测铬离子和铝离子的近红外荧光探针及其制备方法和应用，本发明所述荧光探针以罗丹明半花菁为荧光团，8‑羟基喹啉‑2‑甲醛为识别基团，实现了对铬离子和铝离子的特异性识别响应，探针结构如下： ；探针本身荧光极弱，与铬离子和铝离子反应后荧光增强，溶液由无色变为绿色，可裸眼识别，且不受干扰离子的影响，可用于铬离子和铝离子的检测。在生物领域具有广阔的应用场景。
该探针的核心技术在于“双位点识别-内酰胺开关-近红外发射”三维协同。以罗丹明为离子识别单元，通过螺旋内酰胺开环机制特异性络合Cr³⁺或Al³⁺；以花菁为近红外信号单元，通过分子内电荷转移效应实现长波长发射。探针结构中巧妙引入两种不同配位环境的识别基团，利用金属离子半径与路易斯酸性的差异，实现Cr³⁺和Al³⁺的双重响应：Cr³⁺诱导发生荧光蓝移（从740nm至690nm），Al³⁺引发荧光增强（12倍）。制备方法采用分步缩合与柱层析纯化，总产率18%。探针水溶性良好，生理pH下稳定，常见金属离子（Fe³⁺，Cu²⁺，Zn²⁺）无明显干扰。
该近红外荧光探针可广泛应用于工业废水铬/铝污染现场筛查、环境水样重金属监测及细胞内离子动态成像等领域。特别适用于电镀厂、制革厂等废水的快速半定量检测，以及铝制剂药物在细胞内的分布追踪。随着环保法规趋严及毒理学研究深入，对低成本、高通量的重金属检测技术需求持续增长。该探针还可拓展至土壤浸出液分析、化妆品中铝含量快速评估及植物胁迫研究等场景，具备广阔的应用前景。
许昌学院坐落于河南省许昌市，是一所省属公办全日制普通本科高校。学校办学历史可追溯至1942年，2002年升格为本科院校。校园环境优美，教学设施完善，现设有多个学科门类，涵盖文、理、工、管、经、法、教、艺等领域，致力于培养高素质应用型人才。学校坚持以教学为中心，注重产教融合与创新创业教育，拥有多个省级重点学科、特色专业及科研平台。同时，许昌学院积极服务地方经济社会发展，与多家企业单位开展深度合作，办学实力和社会声誉持续提升。
本成果产生的效益显著。环境监测效益上，为基层环保部门提供便携式检测方案，一张试纸加手持光源即可半定量估算水中铬/铝是否超标，大幅降低前期筛查成本。健康效益上，辅助职业卫生评价，快速检测电镀工人指甲、头发中的铬蓄积，预警重金属中毒风险。经济效益上，为分析仪器公司开发低成本近红外传感芯片提供核心荧光材料，替代进口同类探针，价格降低60%以上。技术效益上，实现了单一探针对双离子的差异化响应，拓展了荧光传感器设计思路。产业层面，增强了我国在环境敏感材料与分析化学领域的自主创新能力。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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