[發明專利]一種卟啉型近紅外硫離子熒光探針的合成方法及應用

有效

• 申請號: 201510413666.4
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN104945407B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 曾榮今;成奮民;吳湘思;劉瑪麗;陳國良;陳述;龍云飛;陳冠凡
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)43108
• 代理人: 冷玉萍

技術領域

本發明涉及熒光傳感材料制備及生物和環境離子檢測技術領域，具體地說，涉及具有識別硫離子(S^2-)功能的卟啉型近紅外熒光探針的合成方法以及在硫離子檢測中的應用。

背景技術

硫離子存在于某些工業廢水和生活污水中，質子化會產生劇毒的硫化氫，是一種公認的環境污染物；生物體內的硫離子質子化形成硫化氫氣體，質子化的硫離子參與呼吸系統、胃腸系統和內分泌系統等多個生理和病理調控過程，硫離子濃度一旦不能維持正常的生理濃度水平，就會引發如肺動脈高壓、胃粘膜損傷、肝硬化等各種疾病；因此發展高選擇性，高靈敏度的環境和生物體內硫離子的快速檢測方法具有極其重要的意義。傳統的硫離子檢測方法有比色法，電化學分析法，色譜分析法和金屬硫化物沉淀法等方法，但這些方法通常操作復雜且容易損傷樣品，熒光探針法可以通過熒光強度的變化直觀體現離子的存在，對離子的分析和檢測且具有高的靈敏度，且對樣品的破壞性很小，這些特點是傳統方法無法比擬的。因此發展硫離子的熒光探針檢測法具有重要的現實意義。

設計熒光探針的機理一般包括光誘導電子轉移(PET)，光誘導電荷轉移(ICT)，和熒光共振能量轉移(FRET)等幾類。其中，典型PET機理設計的熒光探針原理明確，該類探針與客體結合前后，熒光信號穩定且變化明顯。目前利用PET機理設計合成的有機小分子熒光探針多數在紫外和可見光區實現對硫離子的檢測，而近紅外光區的比較少。在近紅外光區范圍內進行檢測可以有效的減小生物樣品的光損傷和復雜生物樣品中背景熒光的干擾，提高檢測的準確性和分辨率。卟啉類熒光探針具有較長的熒光發射波長(λ_em>650nm)和較大的斯托克位移(﹥100nm)，這對于提高檢測的準確性和分辨率方面具有獨特的優勢，因此開發卟啉類熒光探針具有重要的實用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種卟啉型近紅外硫離子熒光探針的合成方法，進一步應用表明，該熒光探針能在THF-H₂O溶劑體系中實現對硫離子的高靈敏度、高選擇性的快速識別功能。

本發明的目的是通過下述方式實現的：

一種卟啉型近紅外硫離子熒光探針的合成方法，具體包括以下步驟：

(1)稱取一定量的單羥基苯基卟啉溶于二氯甲烷，然后加入一定量的N，N-二異丙基乙胺(DIEA)(作為催化劑使用)，再稱取一定量的2，4-二硝基苯磺酰氯溶于二氯甲烷，充N₂保護20～30min后用恒壓滴液漏斗將2，4-二硝基苯磺酰氯的溶液滴入單羥基苯基卟啉溶液中，室溫攪拌24～36小時，得到單羥基苯基卟啉-2，4-二硝基苯磺酸酯的二氯甲烷溶液；單羥基苯基卟啉、N，N-二異丙基乙胺、及2，4-二硝基苯磺酰氯的摩爾比為1.0：2.0-2.4：1.4-1.8；

(2)將單羥基苯基卟啉-2，4-二硝基苯磺酸酯的二氯甲烷溶液用飽和氯化鈉溶液洗滌3～4次，有機層再用無水硫酸鈉干燥，然后減壓蒸餾除去二氯甲烷，得固體粗品，固體經色譜柱(淋洗劑為體積比為4:1的石油醚與乙酸乙酯的混合物)進行分離純化，真空干燥，即得有金屬光澤的紫黑色固體純品卟即啉型近紅外硫離子熒光探針(單羥基苯基卟啉-2，4-二硝基苯磺酸酯)，結構如式(I)所示：

其合成路線如下所示：

一種根據上述的的合成方法制備的硫離子熒光探針。

一種根據上述的合成方法制備的硫離子熒光探針在硫離子檢測中的應用。

本發明的有益效果在于：

(1)本發明制備的探針，其C-S鍵能在THF-H₂O介質中，被硫離子S^2-選擇性地打開，從而PET過程被抑制，熒光團母體結構恢復，發射熒光，并且該探針能在1min內對S^2-產生快速的熒光響應，8分鐘即接近熒光強度最大值。隨著S^2-濃度的增加，熒光強度逐漸增強，而加入其它陰離子，熒光強度幾乎沒有變化，從而可實現對微量硫離子的高靈敏度、高選擇性、高時效性的識別和檢測。

(2)本發明制備的探針，可在近紅外光區實現對微量硫離子的檢測，可有效的減少對生物樣品的光損傷和背景熒光的干擾，提高檢測的分辨率和準確性。

(3)本發明制備的探針合成路線簡單，條件溫和，易于純化，適合放大合成和實際生產應用。

附圖說明

圖1為硫離子熒光探針對硫離子的識別機理示意圖。