[發(fā)明專利]一種基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光原理用于鋁離子特異性檢測的熒光試劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110220408.6
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102313726A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董宇平;韓天宇;石建兵;佟斌;馮霄;支俊格
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);董宇平
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;C09K11/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明基于“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”原理，涉及一種具有高選擇性、高靈敏度、快速定量檢測鋁離子的熒光試劑及其檢測方法。

背景技術(shù)

鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素，其應(yīng)用又極為廣泛，和人們的生活息息相關(guān)。如果經(jīng)常喝鋁鹽凈化過的水，吃含鋁鹽的食物，如油條(100克油條中約含有0.33克明礬)、涼粉、易拉罐裝的飲料等，或是經(jīng)常使用鋁制炊具，都很容易使鋁元素在人體內(nèi)慢慢積累。而鋁離子引起的毒性較緩慢、不易察覺。當(dāng)積累到一定程度時，就會產(chǎn)生神經(jīng)毒性，后果將會非常嚴(yán)重。科研工作者很早就發(fā)現(xiàn)過量的鋁離子對人體具有很大危害。許多研究成果已經(jīng)證實(shí)鋁離子在生物體內(nèi)積累到一定量以后，將會損害神經(jīng)系統(tǒng)，從而影響腦細(xì)胞功能，導(dǎo)致記憶力下降，思維能力遲鈍。長期以來，具有神經(jīng)毒性的鋁離子被認(rèn)為是老年性癡呆癥的誘因之一(R.A.Yokel，F(xiàn)undam.Appl.Toxicol.1987，9，795-806；V.Bernuzzi，D.Desor，P.R.Lehr，Teratology.1989，40，21-27；G.Muller，V.Bernuzzi，D.Desor，et?al.，Teratology.1990，42，253-261；J.M.Donald，M.S.Golub，et?al.，Neurotoxicol.Teratol.1989，11，341-351；M.Golub，M.E.Gershwin，et?al.，F(xiàn)undam.Appl.Toxicol.1987，8，346-357；E.House，J.Collingwood，A.Khan，O.Korchazkina，G.Berthon，C.J.Exley，Alzheimer’s?Dis.2004，6，291-301；G.McAdam，P.J.Newman，I.McKenzie，C.Davis，et?al.，Struct.Health?Monit.2005，4，47-56)。為此世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水中鋁離子的濃度不得超過200μg/L。因此，為了有效防止鋁元素對人類健康的危害，對于鋁離子的檢測就變得十分重要。

以往對于金屬離子的熒光檢測基于以下幾種理論和方法：(1)光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移(PET)；(2)熒光共振能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)；(3)重金屬原子淬滅效應(yīng)。由于這些檢測方法靈敏度低、選擇性差、所用檢測試劑合成復(fù)雜等缺點(diǎn)，至今尚一直處于試驗(yàn)、研制階段，并沒有普及到實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中。現(xiàn)今常用的離子檢測手段往往需要靠原子吸收光譜，X射線熒光光譜等貴重儀器，成本太高，而且耗時費(fèi)力。為了解決上述種種問題，本發(fā)明提供一個合成簡單，響應(yīng)迅速同時具有高靈敏性和高選擇性的定量鋁離子檢測手段。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所設(shè)計(jì)的熒光化合物4-(2，5-二苯基-1H-吡咯-1-基)-苯甲酸鈉(Sodium?4-(2，5-diphenyl-1H-pyrrol-1-yl)benzoate，以下簡稱TriPP-COONa)結(jié)構(gòu)式如下：

¹H?NMR(400MHz，D₂O/d8-tetrahydrofuran)：δ8.02-8.00(d，2H)，7.29-7.28(d，6H)，7.18-7.16(d，4H)，7.09-7.07(d，2H)，6.52(s，2H)對TriPP-COONa和由該化合物所制備的熒光試劑的特征表述如下：

(1)在吡咯的1，2，5位分別連接了一個可自由旋轉(zhuǎn)的苯環(huán)，這使得該化合物在溶液中由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)吸收了激發(fā)態(tài)分子的能量，導(dǎo)致非輻射能量轉(zhuǎn)移從而使熒光淬滅。

(2)當(dāng)TriPP-COONa聚集以后，分子間的相互作用使苯環(huán)的自由旋轉(zhuǎn)受到限制，從而阻礙了激發(fā)態(tài)分子的非輻射能量轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致熒光大大增強(qiáng)(即聚集誘導(dǎo)發(fā)光)。

(3)TriPP-COONa含有羧酸鈉結(jié)構(gòu)，賦予該化合物一定的水溶性，該熒光試劑可直接用于水樣檢測，簡單實(shí)用，對環(huán)境、人體污染低。本發(fā)明所提供的熒光試劑可根據(jù)需要選擇不同比例的水和四氫呋喃、水和乙醇、水和丙酮等溶劑配制，在本發(fā)明的實(shí)例中，熒光試劑按照水和四氫呋喃體積比3∶1來配制，對于1μM(27μg/L)濃度的鋁離子仍具有熒光增強(qiáng)響應(yīng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于衛(wèi)生組織規(guī)定的飲用水中鋁離子的濃度標(biāo)準(zhǔn)(200μg/L)。并且在1μM至11μM鋁離子濃度范圍內(nèi)該試劑熒光強(qiáng)度呈現(xiàn)良好線性關(guān)系。

(4)TriPP-COONa合成方法簡單，產(chǎn)率高，原料成本低廉，具備產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢。