[發明專利]一種用于鎘離子檢測的熒光離子探針試劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200910068966.8
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101555296A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 劉育;張瀛溟;李志強
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C08B37/16
• 分類號: C08B37/16;G01N21/64
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯 力

【技術領域】

本發明涉及重金屬離子檢測的熒光探針領域，特別是一種用于鎘離子檢測的熒光離子探針試劑及其制備方法。

【背景技術】

熒光探針是指在特定的體系內，當一種物質或體系的某一物理性質發生改變時熒光信號能發生相應改變的分子。熒光離子探針是熒光探針中的一種，它能夠將分子/離子結合信息轉換成易被檢測的熒光信號，進而獲得對離子的識別功能。作為一種具有廣泛應用價值的敏感檢測手段，熒光離子探針具有其它分析方法如原子吸收光譜、離子選擇性電極分析等傳統方法無法比擬的優點，即通過熒光強度的變化可以直觀體現離子的存在，且具有高的靈敏度，而且熒光測量方法是非侵入性的，對樣品不具破壞性。常見的熒光離子探針的識別機理一般包括光誘導電子轉移(PET)，光誘導電荷轉移(PCT)，激基締合物(excimer)和熒光共振能量轉移(FRET)等幾大類。

基于此，科學家設計并合成了各種各樣的離子熒光分子探針。值得注意的是，環糊精是由不同數量的D-吡喃葡萄糖以α-1，4糖苷鍵首尾相連而形成的大環類主體化合物，其內腔疏水而外部親水。在以前的報道中，環糊精被廣泛應用于熒光探針和分子識別領域，其配位作用主要是通過疏水相互作用力、離子-偶極(金屬離子)或者范德華力等作用而形成具有一定穩定性的配合物。

鎘作為一種存在于空氣，水，食物中的重要的重金屬污染物，存在形式有很多，并廣泛地分布于周圍環境中。環境受到鎘污染后，鎘可在生物體內富集，通過食物鏈富集在其它生物休內，進而通過食物、水、吸煙或其他途徑，進入人體，當鎘的濃度達到一定程度時，就會發生鎘中毒。因此，對二價鎘離子在水相中的分析和檢測，已成為生命科學、環境化學以及化學等多學科的重要課題。但在諸多的金屬離子熒光探針中，對鎘離子具有特殊選擇性的試劑較少。

【發明內容】

本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種對鎘離子具有特殊選擇性且靈敏度高、制備方法簡單實用且產率較高的用于鎘離子檢測的熒光離子探針試劑及其制備方法。

本發明的技術方案：

一種用于鎘離子檢測的熒光離子探針試劑，該試劑為8-羥基喹啉基和三唑基修飾β-環糊精衍生物，其采用8-羥基喹啉作為探針分子，以喹啉環上的氮氧原子和三唑環上的氮原子作為二價鎘離子的鍵合位點，其化學式為C₅₄H₇₈N₄O₃₅，結構式為

所述用于鎘離子檢測的熒光離子探針試劑的制備方法，即8-羥基喹啉基和三唑基修飾β-環糊精衍生物的制備方法，包括以下步驟：

1)8-羥基喹啉炔基中間體的合成

在氮氣氛圍下，將8-羥基喹啉、無水碳酸鉀和3-溴丙炔加入無水N，N’-二甲基甲酰胺溶液中，在室溫下反應24小時，過濾除去不溶物，將濾液經減壓蒸餾去除溶劑后得到固體，將所得固體溶于三氯甲烷中，用水萃取三次，收集有機相并用無水硫酸鈉干燥后，通過減壓蒸餾進行濃縮，然后以三氯甲烷與甲醇混合液為展開劑，用200～300目硅膠柱分離即可制得8-羥基喹啉炔基中間體；

2)8-羥基喹啉基和三唑基修飾β-環糊精衍生物的合成

在氮氣氛圍下，將8-羥基喹啉炔基中間體、單-6-去氧-6-疊氮-β-環糊精、五水硫酸銅和抗壞血酸鈉加入四氫呋喃和水的混合液中，在50℃下反應12小時，過濾除去不溶物，將濾液經減壓蒸餾去除溶劑后得到固體，將所得固體溶于水中至全部溶解，然后在攪拌下將該溶液滴入丙酮中，過濾后收集固體同樣溶于水中至全部溶解，再次在攪拌下將該溶液滴入丙酮中，即用丙酮重復洗滌兩次，過濾后收集固體，最后以正丙醇、水和質量百分比濃度為25％氨水混合液為展開劑，用200～300目硅膠柱進行分離即可制得8-羥基喹啉基和三唑基修飾β-環糊精衍生物。

所述8-羥基喹啉、無水碳酸鉀和3-溴丙炔的摩爾比為1∶3∶4。

所述8-羥基喹啉與無水N，N’-二甲基甲酰胺溶液的用量比為0.5mol/L。

所述三氯甲烷與甲醇混合液中三氯甲烷與甲醇的容積比為200∶3。

所述單-6-去氧-6-疊氮-β-環糊精、8-羥基喹啉炔基中間體、五水硫酸銅和抗壞血酸鈉的摩爾比為2∶3∶4∶5。

所述四氫呋喃和水的混合液中四氫呋喃和水容積比為3∶7。

所述單-6-去氧-6-疊氮-β-環糊精與四氫呋喃和水的混合液的用量比為24mol/L。

所述正丙醇、水和質量百分比濃度為25％氨水混合液中正丙醇、水和質量百分比濃度為25％氨水的容積比為6∶3∶1。

本發明的合成路線表示如下：