[發明專利]一種半菁藍素硼酸分子熒光探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210574308.8
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN102977131A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 曾憲順;王慶;劉暢
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;G01N21/64
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

【技術領域】

本發明涉及熒光傳感檢測技術中的分子探針合成及檢測方法，尤其是一種半菁藍素硼酸分子熒光探針及其制備方法和應用。

【背景技術】

由于傳統工業技術、礦產開發和電子技術的快速發展，其生產、加工過程中產生和排放的各種污染離子和氣體對自然生態環境的危害越來越顯著，同時對人類身體健康的危害也越來越大。由此產生了許多嚴重的生態環境問題，并直接導致血鉛、糧食污染等嚴重的社會安全問題。因而發展高選擇性、高靈敏化學分子傳感器對這些污染物的監控和檢測尤為重要。熒光檢測技術是使用分子熒光傳感探針對這些污染物進行監控檢測的一種高靈敏、快速響應方法。目前，該技術已廣泛應用于環境監測、醫藥檢測分析等領域。在最近十年來，該技術得到了飛速發展，并設計合成了用于環境監測和醫藥醫學分析的大量分子熒光探針。

次氯酸鹽是廣泛存在的一類物質，在生命體系中，它們是免疫細胞用來抵御病毒入侵的強氧化劑；同時，在日常生活中被廣泛用于漂白和自來水的消毒劑。盡管該類物質存在廣泛的用途，但它們對人類健康和環境也存在嚴重威脅。如果在人體中存在過量的這類物質時，它們將通過氧化蛋白質、核酸等生物大分子而危害人體健康，導致動脈粥樣硬化、神經衰退、關節炎和癌癥等疾病。但是，人們對這類物質的生命代謝機制也還遠未搞清楚。因此，開發研究用于可高靈敏、高選擇性檢測痕量次氯酸根的分子熒光探針對維護人類健康和環境保護是非常必要的。

經過人們不懈的努力，在過去幾年中發展出來并用于檢測這類物質的熒光探針仍然較少，只有少數幾個分子熒光探針對這類物質具有選擇性檢測功能。雖然新開發的二氫熒光素和二氫羅丹明對這類物質具有識別功能，但和其它相關氧化劑有交叉響應，選擇的專一性差。盡管N-苯酰基羅丹明B的肼衍生物可以選擇性的檢測次氯酸根，但探針的工作條件需要強堿性。因此，研究設計具有高選擇性、高靈敏度檢測次氯酸根的分子熒光探針是非常必要的。

【發明內容】

本發明的目的在于針對上述存在問題，提供一種半菁藍素硼酸分子熒光探針及其制備方法和應用，該半菁藍素硼酸分子熒光探針對檢測次氯酸根響應快、選擇性高、檢測靈敏度高；其制備方法簡單易行、成本低，易于推廣應用。

本發明的技術方案：

一種半菁藍素硼酸分子熒光探針，為2-（4-硼酸基苯基乙烯基）-N-烷基吲哚啉硼酸鹽，其化學結構式為

式中X為H、氨基或NO₂；R為甲基或乙基。

一種所述半菁藍素硼酸分子熒光探針的制備方法，步驟如下：

1）在氮氣氣氛中，將吲哚啉碘鎓鹽和4-甲酰基苯基硼酸在溶劑無水乙醇中避光加熱回流反應，加熱溫度為油浴溫度100℃，加熱回流時間為5-8小時，然后冷確至18-25℃；

2）在上述反應產物中加入四氟硼鉀（KBF₄）并攪拌反應2小時，進行陰離子交換后，得到粗產品產物；

3）將上述粗產品產物過濾除去無機鹽，將液相減壓蒸出溶劑，固體產物用無水乙醇重結晶即可得到目標產品半菁藍素硼酸分子熒光探針純品。

所述吲哚啉碘鎓鹽為N-烷基-2,3,3’-三甲基吲哚啉碘鎓鹽。

所述吲哚啉碘鎓鹽與4-甲酰基苯基硼酸的摩爾比為1:1。

所述吲哚啉碘鎓鹽和4-甲酰基苯基硼酸的總重量與溶劑無水乙醇的重量比為1:30-50。

所述重結晶時固體產物重量與乙醇的重量比為1:5-15。

一種所述半菁藍素硼酸分子熒光探針的應用，用于次氯酸根的檢測，方法是：將制備的分子探針材料配制成濃度為1×10^-2-5×10^-3摩爾/升的溶液，將探針溶液加到檢測對象中，使探針的濃度保持在3×10^-5-5×10^-6摩爾/升，混合均勻之后，立即用480-505nm波長的光激發，測定溶液在565nm波長的發射光譜，根據標準曲線確定次氯酸根這類物質的含量。

本發明所述的半菁藍素硼酸分子熒光探針，其核心為有機硼酸結構中的C-B鍵結構，探針在原始狀態下不發光，當探針和次氯酸根作用時發生氧化還原反應，探針結構中的C-B鍵被氧化斷裂，形成新的C-O鍵結構受激發而發生強烈的熒光。