[發明專利]一種鉻離子比率型熒光探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310322506.X
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103387830A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 李春艷;孔雪飛;李勇飛
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D401/14;G01N21/64
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技術領域

本發明屬于分析化學領域，具體涉及一種定量測定鉻離子濃度的比率型熒光探針及其制備方法和應用。?

背景技術

鉻(III)是一種生命必需的微量元素，具有多種生理功能。研究表明，鉻(III)有生物活性，鉻(III)的缺少會導致糖、脂肪等代謝系統紊亂，引起動脈硬化等多種疾??；但含量過高對生物和人類也有害，地面水中最高允許濃度規定為0.5mg/L。目前由于鉻及其化合物被廣泛應用于、電鍍、皮革、顏料、耐火材料、印染、涂料等工業，通過廢氣、廢液排放最終以離子形態進入大自然，鉻的污染也逐漸增加，因此，尋找一種簡便、快捷檢測方法對鉻離子的分析檢測具有重要意義。傳統的鉻離子識別和測定方法主要有分光光度法，高效液相分析法，原子吸收法等，這些方法中有些方法的選擇性較差；有些用于復雜樣品分析時，需要適當的預處理；有些需要成本較高的儀器設備，都不是理想的識別和檢測鉻(III)濃度的方法。熒光探針作為一種靈敏度高、用樣量少、方便快捷且具有實用價值的檢測方法是檢測重金屬離子的有效手段。?

目前已有的鉻離子熒光探針多是熒光淬滅或熒光增強型的(文獻1：徐基貴，張俊俊，陳志兵，陳玉，張莉.分析實驗室，2011，30(1)，26-28；文獻2：Z.Chen，L.Wang，G.Zou，M.Teng，J.Yu.Chin.J.Chem.2012，30，2844-2848；文獻3：L.Ma，W.Cao，J.Liu，M.Zhang，L.Yang.Sens.Actuators?B?2013，181，782-786；文獻4：J.Jung，S.Han，J.Chun，C.Lee，J.Yoon.Dyes?Pigments?2012，94，423-426.)。這些基于單波長發射的熒光探針易受一些因素的影響，比如：光漂白、探針分子的濃度、探針分子周圍的微環境和光照射下的穩定性等。而比率型的測定方法能夠克服上述因素的影響。熒光比率法是通過記錄兩個熒光發射峰的比率來實現對金屬離子的檢測的，它有利于增?加響應范圍，減少環境因素的影響。?

近年來，三碳菁熒光染料越來越受到關注，并且被廣泛地用來作為近紅外熒光探針標記物應用于生物科學領域。因為三碳菁染料具有以下優點：摩爾吸光系數大，具有很好的剛性平面，熒光量子產率高并且其吸收和發射波長都在650-900nm的范圍內，在這個范圍內生物分子自身的熒光較弱，可以避免背景干擾而獲得較高的分析靈敏度。因此三碳菁染料是性能優異的熒光母體，而基于三碳菁染料測定鉻離子的比率型熒光探針尚未報道。由此可見，發明一種基于三碳菁染料的鉻離子比率型熒光探針具有非常重要的意義。?

發明內容

本發明的目的是提供一種基于三碳菁熒光染料結構新穎的Cr³⁺比率型熒光探針化合物。?

本發明的技術方案是，一種鉻離子比率型熒光探針，其結構式如下：?

一種鉻離子比率型熒光探針的制備方法，步驟如下：?

(1)N，N′-二(2-吡啶基甲基)哌嗪的合成：在反應器中，按摩爾比加入1份的無水哌嗪和3份的2-氯甲基吡啶鹽酸鹽，以無水甲醇作溶劑，在40-60℃下反應6～10h；冷卻后加入的5份的氫氧化鈉的甲醇溶液，攪拌10～30min后，靜置過濾；減壓蒸餾除去溶劑后得到粗產品，用硅膠柱色譜提純，得到N，N′-二(2-吡啶基甲基)哌嗪；?

(2)鉻離子比率型熒光探針的制備：在反應器中，按摩爾比加入1份的IR-780碘化物和4份的N，N′-二(2-吡啶基甲基)哌嗪在氮氣保護下，以無水DMF作溶劑，室溫下反應4～6h；減壓蒸餾除去溶劑后得到粗產品后，用硅膠柱色譜提純，得到鉻離子比率型熒光探針。?

一種比率型熒光探針的應用，用于測定體系中Cr³⁺的含量?

本發明具有如下的技術效果，熒光探針合成步驟簡單，目標產物產率高，容易分離提純；其激發和發射光譜在可見區及紅外區，熒光量子產率高，化學穩定性好，具有較好的水溶性，可以使用于中性條件下的水環境體系中Cr³⁺的測定；更重要的是，以兩個不同的發射波長處熒光強度的比值I₅₆₁/I₇₅₅為信號參數，顯著提高了檢測的特異性與靈敏性，在0.1-10μM對Cr³⁺有很好的線性關系；此外，該探針對Cr³⁺具有良好的選擇性，與其它的金屬離子作用時熒光強度比值I₅₆₁/I₇₅₅基本不變。?

附圖說明