[發明專利]一種銅離子和汞離子熒光分子探針及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201010601070.4
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102127421A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 袁躍華;田茂忠;朱永軍;白云峰;馮鋒;郭永;孟雙明
• 申請（專利權）人: 山西大同大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D491/107;G01N21/64
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 魏樹巍

技術領域

本發明涉及一種銅離子和汞離子熒光分子探針，具體涉及一種基于羅丹明染料的銅離子和汞離子熒光分子探針及其制備方法及該熒光分子探針在精細化工領域中識別和檢測中的應用。

背景技術

銅是生物體中基本的微量元素之一，在不同的生理過程中銅作為催化輔助因子起著很重要的作用，如線粒體的呼吸、鐵的吸收、大量酶的氧化還原過程(包括超氧化歧化酶、酪氨酸酶等)等。但是，在生物體內攝入過量的銅也會產生毒性，能引起Wilson’s、Menkes和Alzheimer’s等神經性疾病。由于人類長期大量對銅的過度使用，銅也成為環境中的一種重要污染物，但和其它有毒重金屬相比，銅對生物體的毒性相對較低，美國環保局(EPA)規定飲用水中銅離子的最高限為20μM。由于銅對人類的生存和發展具有重要意義，所以檢測銅離子，尤其是跟蹤其在化學反應和生命活動中的作用過程就變成一件很有意義的事情。

汞污染主要來源于海洋和火山噴發、金礦開采、廢物焚燒等。微生物可以把排放到環境中的Hg²⁺轉化為甲基汞，然后通過食物鏈在生物體內蓄積，進入人體后，會損傷腎功能，毒性極大。因此，Hg²⁺的檢測也有著非常重要的意義。

目前，有多種測定銅離子和汞離子的方法，在眾多方法中，熒光分析法有很多優點：熒光檢測靈敏度高(可實現單分子檢測)、選擇性好、成本低、易操作、適用面廣、對亞微?？梢詫崿F可視的亞納米空間分辨和亞毫秒時間分辨，故通過熒光信號輸出銅離子和汞離子識別事件已備受科學家們重視。

近年來有許多銅離子和汞離子熒光分子探針的報道。但由于這兩種離子對熒光都具有極強的猝滅性，因此大多數報道的銅離子和汞離子熒光分子探針是熒光猝滅型的。由于探針識別客體時熒光猝滅不僅不利于高通量信號輸出，而且其它猝滅過程也易引起干擾，所以，開發高靈敏、高選擇性的熒光增強型銅離子和汞離子熒光分子探針具有重要的應用價值和廣闊的發展前景。羅丹明染料衍生物無色、沒有熒光，但它的螺酰胺環開環會產生鮮艷的玫瑰色和強的熒光。最近，基于這種開環識別的機理已被用來制備熒光增強型銅離子和汞離子熒光分子探針。有關羅丹明類銅離子熒光分子探針代表性的報道是Czarnik?A?W等研究的銅離子熒光分子探針和Tong?A?J等研究的銅離子熒光分子探針等。有關羅丹明類汞離子熒光分子探針代表性報道的是Tae?J等研究的汞離子熒光分子探針和Zheng?H等研究的汞離子熒光分子探針等。但是，他們報道的分子探針都只能檢測銅離子或汞離子中的一種，且對溶劑的極性和pH值條件要求較高。

發明內容

本發明主要針對現有技術中檢測銅離子或汞離子的熒光分子探針存在檢測離子單一、多數熒光分子探針的靈敏度低、選擇性差和對pH值敏感等問題，而提供一種可同時檢測銅離子和汞離子、高靈敏度、高選擇性和對pH值不敏感的銅離子和汞離子熒光分子探針。

本發明的另一目的是提供該熒光分子探針的制備方法和應用。

本發明熒光分子探針，具有以下結構式：

具體制備方法包括以下步驟：

1)取1份羅丹明B溶解在乙醇中，室溫下加入2～5份水合肼，攪拌回流1～2小時，冷卻，過濾沉淀；

2)取1份沉淀加入50～500份體積比為3∶1的甲醇/二氯甲烷的混合溶劑中，再加入2～6份質量分數為40～60％的甲醛水溶液，在氮氣保護下，室溫攪拌6～8小時，減壓蒸去溶劑，硅膠色譜分離得到熒光分子探針；

其中，所述的份數均為質量份數。

反應方程式為：

為表明本發明熒光分子探針的結構，本發明作了如下分析：

元素分析C₂₉H₃₂N₄O₂：H，6.88；C，74.33；N，11.96；實驗測得：H，6.93；C，74.26；N，11.63；在氘代氯仿中核磁共振氫譜信號為(化學位移，單位ppm)：7.91(d，J＝7.2Hz，1H)，7.46-7.49(m，2H)，7.05(d，J＝7.6Hz，1H)，6.48-6.52(m，4H)，6.25(s，2H)，3.68(s，2H)，3.37(q，J＝7.2Hz，8H)，1.13(t，J＝7.2Hz，12H)；電噴霧軟電離正離子質譜信號為質荷比為469.2，根據分析數據可以判斷該物質為本發明熒光分子探針。

本發明分子探針可用于檢測銅離子和汞離子，具體應用方法如下：