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钴的重要性与危害：钴是生物体必需的微量元素，但过量摄入会导致多种健康问题。因此，准确检测环境及生物样品中的钴离子浓度对于保护人类健康和环境安全至关重要。

现有检测技术的局限：目前，检测Co²⁺的方法主要包括高效液相色谱、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等。尽管这些方法具有较高的灵敏度和准确性，但设备复杂、操作繁琐，不适合快速现场分析。

比色探针的优势：与上述方法相比，比色探针具有操作简便、成本低廉、响应速度快等优点，尤其适用于现场快速检测。因此，开发新型比色探针用于Co²⁺检测具有重要意义。

（1）探针设计创新

本文以香豆素衍生物为荧光基团，水杨酰肼为配体，通过席夫碱反应设计并制备了新型比色探针CDAH。这种设计不仅赋予了探针良好的光学性能，还增强了其对Co²⁺的特异性识别能力。

（2）高灵敏度和选择性

实验结果表明，CDAH探针在DMSO与水溶液中能特异性识别Co²⁺，溶液颜色由淡绿色变为黄色，且对其他金属离子无明显响应。其检出限低至1.04×10^-6 mol/L，显示出高灵敏度和良好的选择性。

（3）多手段验证配位机理

通过Job-Plot曲线、核磁滴定、质谱实验及模拟理论计算等多种手段，证实了CDAH与Co²⁺以1:1的比例形成稳定配位化合物。这些研究不仅揭示了探针的检测机理，还为其进一步优化提供了科学依据。

（4）实际应用潜力

CDAH探针不仅可用于实验室条件下Co²⁺的高灵敏度检测，还可制成便携试纸，实现现场快速裸眼识别Co²⁺。这一特性使其在环境监测、食品安全等领域具有广阔的应用前景。

图2 在DMSO/H₂O(v/v,9/1)溶液中加入不同金属离子(10 μmol/L)时，探针CDAH(10 μmol/L) 的紫外-可见光谱图

Fig.2 The ultraviolet-visible spectrum of probe CDAH(10 μmol/L) after addition of different metal ions(10 μmol/L) in DMSO/H₂O(v/v, 9/1) solution

图3 在DMSO/H₂O(v/v, 9/1) 溶液中，分别向探针CDAH (10 μmol/L)和探针CDAH(10 μmol/L) +Co²⁺(10 μmol/L)体系中加入不同金属离子(10 μmol/L)时体系的紫外-可见吸收强度

Fig.3 The ultraviolet-visible intensity of different metal ions (10 μmol/L) added to CDAH (10 μmol/L) and CDAH(10 μmol/L) +Co²⁺ (10 μmol/L) systems respectively in DMSO/H₂O (v/v,9/1) solutions

图4 在DMSO/H₂O(v/v,9/1)溶液中加入(0～10.0 μmol/L)Co²⁺后，探针CDAH(10 μmol/L)的紫外-可见光谱图

Fig.4 The ultraviolet-visible spectrum of probe CDAH(10 μmol/L) after addition of Co²⁺(0-10.0 μmol/L) in DMSO/H₂O (v/v,9/1) solution

图7 Job-Plot曲线：Co²⁺+CDAH(总浓度为20.0 μmol/L)

Fig.7 The Job-Plot curve of probe Co2⁺+CDAH (the total concentration is 20.0 μmol/L)

图10 (a) 探针CDAH与CDAH+Co²⁺的优化结构;(b)DFT计算得到的CDAH与CDAH+Co₂₊的HOMO / LUMO能级差图

Fig.10 (a) Optimized structures of probe CDAH and CDAH+Co²⁺;(b) HOMO / LUMO energy levels and the contour diagrams of CDAH and CDAH+Co²⁺ by DFT

本文成功设计并制备了一种基于香豆素衍生物和水杨酰肼的新型比色探针CDAH，该探针在DMSO与水溶液中能特异性识别并检测Co²⁺。通过多手段验证，确认了CDAH与Co²⁺以1:1的比例形成稳定配位化合物。实验结果表明，该探针具有高灵敏度和良好的选择性，其检出限低至1.04×10^-6 mol/L。此外，CDAH探针还可制成便携试纸，实现现场快速检测Co²⁺。本研究不仅为Co²⁺检测提供了新的有效方法，还为后续比色探针的设计与开发提供了重要参考。

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