Хіміко-аналітичні властивості флуоресцентного зонда на основі комплексу алюмінію карбоксиметоксифлавонолом

Коршенко, Л., & Линник, Р. (2025). Хіміко-аналітичні властивості флуоресцентного зонда на основі комплексу алюмінію карбоксиметоксифлавонолом. Вісник київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія, 1 (60), 52-59. https://doi.org/10.17721/1728-2209.2025.1(60).8

Вступ. Флуоресцентна спектроскопія – високочутливий метод аналізу, що успішно використовується у біохімічних і медичних дослідженнях, для аналізу об’єктів довкілля, на підприємствах фармацевтичної та харчової промисловості. Для визначення речовин, що не мають власної флуоресценції, запропоновано різноманітні флуоресцентні зонди, чутливі до катіонів металів, неорганічних і органічних аніонів, біомакромолекул. 3‑Гідроксифлавони і їх комплекси з іонами перехідних металів активно використовуються для створення нових флуоресцентних зондів. Ефективне застосування таких комплексів в аналізі потребує комплексного дослідження їхніх хіміко-аналітичних властивостей, з'ясування механізму комплексоутворення, а також впливу іонів металу на такі, притаманні 3-гідроксифлавонам явища, як внутрішньомолекулярне перенесення заряду та протону. У цій роботі наведено результати дослідження оптимальних умов утворення комплексу Al(III) з 2-[4-(3-гідрокси-4-оксо-4Н-хромен-2-іл)фенокси]оцтовою кислотою (F4O), його стехіометричного складу, стійкості, флуоресцентних властивостей та можливості використання як оптичного зонда для детектування аніонів.

Методи. Спектральні характеристики F4O у різних розчинниках, протолітичні властивості, особливості комплексоутворення F4O з іонами Al(III) та можливість використання комплексу для флуоресцентного визначення цитрат-аніонів досліджували спектрофлуориметричним і спектрофотометричним методами. Значення рН розчинів вимірювали потенціометричним методом з використанням скляного комбінованого електрода.

Результати. Взаємодія Al(III) з F4O супроводжується значним підвищенням інтенсивності флуоресценції. У водних розчинах оптимальне значення pH для утворення комплексу F4O-Al знаходиться в межах 5,15–5,20. За цих умов у розчині утворюється комплекс найпростішої стехіометрії, середньої стійкості. Умовна константа стійкості комплексу, визначена за методом Бенесі-Гільдебранда, становить 6,44·104 л/моль. В присутності цитрат-аніонів інтенсивність свічення комплексу знижується. Відповідна крива гасіння флуоресценції лінеаризується у координатах модифікованого рівняння Штерна-Фольмера. Константа гасіння становить 4,88∙106 л/моль.

Висновки. Досліджено оптимальні умови утворення і основні хіміко-аналітичні характеристики комплексу Al(III) з F4O. На прикладі цитрат-аніонів показано, що комплекс F4O-Al може бути перспективним як “On–Off” флуоресцентний зонд для визначення аніонів у водних розчинах. Гасіння свічення в присутності цитрату ймовірно зумовлене руйнуванням комплексу Al(III) з 4ꞌ-карбоксиметоксифлавонолом унаслідок зв’язування аніона з металом.