Hình 3.26 trình bày phổ UV-Vis và huỳnh quang của dung dịch BDC khi có mặt các cation kim loại Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Hg2+ và Cu2+. Dữ liệu cho thấy Cu2+ có tương tác rõ ràng với BDC và kết quả làm tăng cường độ hấp thụ và dịch chuyển đáng kể cực đại hấp thụ từ 460 nm đến 510 nm. Hg2+ cũng làm dịch chuyển cực đại hấp thụ từ 460 nm đến 500 nm, nhưng cường độ hấp thụ nhỏ hơn so với Cu2+. Các cation kim loại còn lại chỉ tạo ra những thay đổi nhỏ trong phổ UV-Vis của BDC. Đối với phổ huỳnh quang, sự có mặt của Cu2+ dẫn đến dập tắt huỳnh quang của BDC hơn 95%, trong khi Hg2+ có thể dập tắt huỳnh quang khoảng 40%. Các cation kim loại cịn lại hầu như khơng làm thay đổi huỳnh quang của BDC.
Hình 3.26. Phổ UV-Vis (a) và huỳnh quang (b) của BDC (5,0 μM) khi thêm 5,0 μM
Cu2+ và các cation Na+, K+, Mg2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+ và Hg2+
Những thay đổi về phổ UV-Vis và huỳnh quang ở trên có thể được quan sát qua thay đổi màu sắc của dung dịch BDC (Hình 3.27). Các ion Cu2+ và Hg2+ làm thay đổi rõ rệt màu của dung dịch BDC chuyển từ vàng sang hồng và huỳnh quang không được quan sát thấy trong trường hợp có ion Cu2+. Đối với các cation cịn lại, khơng làm thay đổi màu của dung dịch BDC và huỳnh quang có thể được quan sát rõ.
Hình 3.27. Thay đổi màu sắc (a) và huỳnh quang (b) của BDC khi thêm các cation kim
loại Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cu2+và Hg2+
Tất cả các kết quả này cho thấy tính chọn lọc cao của sensor BDC đối với ion Cu2+ so với các cation kim loại cạnh tranh đã được khảo sát ngoại trừ ion Hg2+. Như vậy để sử dụng BDC làm sensor huỳnh quang phát hiện Cu2+ trong các mẫu thực tế cần phải loại bỏ sự ảnh hưởng của ion Hg2+. Kết quả khảo sát loại bỏ sự ảnh hưởng của Hg2+ bằng ion Cl‒ được trình bày trên Hình 3.28a.
Hình 3.28. Phổ huỳnh quang của BDC (5,0 μM) trong ethanol/HEPES (pH 7,4, 1/1,
v/v) khi có mặt Hg2+, Cu2+ và Cl– (a); khi có mặt Cu2+ và EDTA (b)
Sự có mặt của ion Cl– không ảnh hưởng đến huỳnh quang của hệ BDC–Cu2+ nhưng làm tăng cường độ huỳnh quang của hệ BDC–Hg2+. Khi thêm 40,0 – 50,0 μM ion Cl‒ vào dung dịch BDC–Hg2+ cường độ huỳnh quang phục hồi tương đương với dung dịch chỉ chứa BDC. Do đó ion Cl– được sử dụng để loại bỏ sự ảnh hưởng của ion Hg2+ đối với huỳnh quang của hệ BDC–Cu2+. Bản chất phản ứng giữa BDC và Cu2+ cũng đã được thăm dị. Hình 3.28b cho thấy, khi 5,0 μM Na4EDTA được thêm vào dung dịch của BDC chứa 5,0 μM Cu2+, cường độ huỳnh quang được phục hồi tương đương với dung dịch chỉ chứa BDC. Điều này cho thấy BDC tạo phức với Cu2+ và
dẫn đến dập tắt huỳnh quang. Khi có mặt EDTA, xảy ra phản ứng trao đổi phức và giải phóng BDC tự do, kéo theo sự phục hồi huỳnh quang của dung dịch. Do đó BDC hoạt động như một chemosensor phát hiện Cu2+.