[發明專利]一種檢測Hg2+離子的熒光探針及其合成方法和用途

無效

• 申請號: 201110402924.0
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102516992A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 顏范勇;曹東磊;王猛;陳莉
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D491/107;G01N21/64;C12Q1/00
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技術領域

本發明涉及一種熒光分子探針，尤其是涉及一種Hg²⁺離子熒光分子探針的制備方法以及該熒光分子探針在重金屬離子識別和檢測中的應用。

背景技術

眾所周知，汞是一種嚴重危害人體健康的重金屬，由于具有持久性、易遷移性和高度的生物富集性，使其成為目前全球最引人關注的環境污染物之一。汞污染可以通過許多天然的途徑和人類的社會活動而產生，由此引起很多人類的健康和環境問題。汞能夠在海洋生物體內富集，水中的微生物可以通過食物鏈的循環將無機的汞離子轉換為甲基汞，甲基汞容易進入人體，會對人體的中樞神經系統產生極大地損傷。汞離子會沉積在腦、肝和其他器官中，產生慢性中毒，損壞腎、腦、胃和腸道，甚至引起死亡。鑒于汞中毒會對整個社會產生極其惡劣的影響，汞被優先列在全球環境監控系統清單上，全世界都花費大量的人力、物力和財力在開發和研究新型的檢測汞離子的方法。

熒光化學傳感器的設計和研究已成為近年來研究的熱點。熒光傳感器的檢測過程主要是通過器件接受體部分對外來物種(包括陽離子，陰離子及中性分子等)的選擇性接納，然后經不同的作用機制，產生信號，有關器件接納物種過程中的信息變化。熒光化學傳感器由于其選擇性好、靈敏度高、響應時間快等優點，目前在汞離子的痕量檢測中受到了人們的廣泛關注。對于大多數汞離子的熒光化學傳感器的設計，主要包括兩個部分：一個是用來輸出熒光信號的發光集團，另一個是接受體，通常含有氮或硫等配位原子，可以和汞離子發生強烈的作用，以達到檢測汞離子的目的。羅丹明類化合物已作為熒光標記物在生物技術方面有廣泛的應用，這類傳感器分子的設計原理是：金屬離子通過與受體的配位作用，誘導了螺環內酰胺開環結構的形成。根據這個過程實現對離子的識別，有這樣的優點：傳感分子對金屬離子有識別作用時，不僅使吸收和熒光的強度有較大的增強，而且會使溶液出現由無色到有色的變化，這一過程可以方便的實現肉眼識別。

目前用來檢測汞離子的化學傳感器，大多數在實際應用中都存在一些問題，比如各種競爭的金屬離子對測定的干擾，主體化合物在水中的溶解性較差，以及響應時間較長等，使其應用受到了一定的限制。

發明內容

本發明的目的之一在于克服現有技術在熒光探針的性能和結構上的不足之處，提供一種性能優良、適用于汞離子檢測的以羅丹明為母體的檢測水中汞離子的熒光探針。

本發明的目的之二是提供檢測水中的汞離子的熒光探針的合成方法。

本發明的目的之三是提供檢測水中汞離子的熒光探針的用途。

本發明的檢測水中汞離子的熒光探針具有如下式的結構：

式中的R¹、R²、R³可以分別或者同時選自氫、1～5個碳原子烷基或3～8個碳原子環烷基中的一種或者為鹵素。

本發明的檢測水中汞離子的熒光探針的合成方法包括以下步驟：

(1)將7.25mmol呋喃丙烯酸或者取代呋喃丙烯酸溶于有機溶劑中，滴加2mL氯化亞砜，滴加完畢，加熱回流反應4～5h，升溫蒸出溶劑得產物。

(2)將5.8mmol羅丹明乙二胺溶于有機溶劑中，加入1.4mL三乙胺及少量的碳酸氫鈉，待溫度降至0℃時，滴加用15mL二氯甲烷溶解的上述步驟(1)中制備的產物，滴加完畢，繼續反應2～4小時。

(3)減壓蒸餾除去上述步驟(2)中所得混合液中的溶劑，得到固體。

(4)用硅膠柱層析分離步驟(3)所得的固體，淋洗液為石油醚/乙酸乙酯。

本發明的檢測水中的汞離子的熒光探針可用于污水中汞離子的檢測，本發明的熒光探針在使用時沒有特殊的限制，可以將其溶解在乙醇、二甲基亞砜、甲醇等水溶性有機溶劑中，然后加入含汞的適當緩沖液中進行測試。

水中汞離子檢測的一般方法是將含汞的污水加入到含有熒光探針分子的緩沖溶液中反應一段時間，然后測試該體系的熒光強度或者紫外吸收。

本發明提供了一種與羅丹明為母體、用于檢測細胞內汞離子的熒光探針。該熒光探針合成方法簡單、原料價廉易得、成本低廉、收率較高，對汞離子具有較好的選擇性，靈敏度極高，使得極易推廣實際應用。

附圖說明

圖1是本發明的熒光探針分子(I)對汞離子具有良好的選擇性。探針分子(I)的濃度為1×10^-5mol/L，各種金屬離子的濃度是其10倍當量的熒光發射光譜。橫坐標是波長，縱坐標是熒光強度。