[發明專利]一種基于聚集誘導發光原理用于鋁離子特異性檢測的熒光試劑

無效

• 申請號: 201110220408.6
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102313726A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 董宇平;韓天宇;石建兵;佟斌;馮霄;支俊格
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;董宇平
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;C09K11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明基于“聚集誘導發光”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

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，其應用又極為廣泛，和人們的生活息息相關。如果經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，或是經常使用鋁制炊具，都很容易使鋁元素在人體內慢慢積累。而鋁離子引起的毒性較緩慢、不易察覺。當積累到一定程度時，就會產生神經毒性，后果將會非常嚴重。科研工作者很早就發現過量的鋁離子對人體具有很大危害。許多研究成果已經證實鋁離子在生物體內積累到一定量以后，將會損害神經系統，從而影響腦細胞功能，導致記憶力下降，思維能力遲鈍。長期以來，具有神經毒性的鋁離子被認為是老年性癡呆癥的誘因之一(R.A.Yokel，Fundam.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.，Fundam.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)。為此世界衛生組織規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)光誘導電荷轉移(PET)；(2)熒光共振能量轉移效應；(3)重金屬原子淬滅效應。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雜等缺點，至今尚一直處于試驗、研制階段，并沒有普及到實際應用當中。現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，而且耗時費力。為了解決上述種種問題，本發明提供一個合成簡單，響應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。

發明內容：

本發明所設計的熒光化合物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)結構式如下：

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的苯環，這使得該化合物在溶液中由于單鍵內旋轉吸收了激發態分子的能量，導致非輻射能量轉移從而使熒光淬滅。

(2)當TriPP-COONa聚集以后，分子間的相互作用使苯環的自由旋轉受到限制，從而阻礙了激發態分子的非輻射能量轉移，導致熒光大大增強(即聚集誘導發光)。

(3)TriPP-COONa含有羧酸鈉結構，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，簡單實用，對環境、人體污染低。本發明所提供的熒光試劑可根據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，在本發明的實例中，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響應，遠遠小于衛生組織規定的飲用水中鋁離子的濃度標準(200μg/L)。并且在1μM至11μM鋁離子濃度范圍內該試劑熒光強度呈現良好線性關系。

(4)TriPP-COONa合成方法簡單，產率高，原料成本低廉，具備產業化優勢。