[發(fā)明專利]一種基于羥基卟啉的高選擇性近紅外硫離子熒光探針的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510873704.4
• 申請(qǐng)日: 2015-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105295900B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾榮今;成奮民;劉瑪麗;吳湘思;陳國(guó)良;陳述;陳冠凡;龍?jiān)骑w
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;C07D487/22;G01N21/64
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙)43108
• 代理人: 冷玉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熒光傳感材料制備及生物和環(huán)境檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及具有識(shí)別硫離子(S^2-)功能的基于羥基卟啉的高選擇性近紅外熒光探針制備方法以及在S^2-檢測(cè)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

硫離子存在于某些工業(yè)廢水和生活污水中，是一種毒性極強(qiáng)的環(huán)境污染物；生物體內(nèi)的硫離子經(jīng)質(zhì)子化過(guò)程形成內(nèi)源性硫化氫(H₂S)，近年來(lái)的許多研究表明，內(nèi)源性H₂S是繼一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后被發(fā)現(xiàn)的第三種內(nèi)源性氣體信號(hào)分子。內(nèi)源性硫化氫參與心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等多個(gè)生理和病理調(diào)控過(guò)程。生物體內(nèi)的硫離子濃度一旦不能維持正常的生理濃度水平，就可能引發(fā)如肺動(dòng)脈高壓、胃粘膜損傷、肝硬化等各種疾?。灰虼税l(fā)展高選擇性，高靈敏度的環(huán)境和生物體內(nèi)硫離子的快速檢測(cè)方法具有極其重要的意義。傳統(tǒng)的硫離子檢測(cè)方法有比色法，電化學(xué)分析法和色譜分析法等方法，但這些方法通常操作過(guò)程復(fù)雜且容易損傷樣品，而熒光探針?lè)ㄊ腔谔结樑c被分析物作用前后熒光信號(hào)的變化(如熒光強(qiáng)度的變化和波長(zhǎng)的變化等)直觀的體現(xiàn)分析物的存在，對(duì)物質(zhì)的分析和檢測(cè)具有高的靈敏度，且對(duì)樣品的破壞性小，這些特點(diǎn)是傳統(tǒng)方法無(wú)法比擬的。因此發(fā)展硫離子的熒光探針檢測(cè)法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

熒光探針可以根據(jù)不同的機(jī)理進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般包括光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(PET)，光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)，和熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)等幾類。其中，典型PET機(jī)理設(shè)計(jì)的熒光探針大多是由識(shí)別基團(tuán)通過(guò)供電子基與熒光發(fā)色團(tuán)連接，優(yōu)點(diǎn)在于該類探針與分析物結(jié)合前后，熒光信號(hào)變化非常明顯。PET機(jī)理設(shè)計(jì)熒光探針時(shí)必需選擇性能好的一個(gè)發(fā)色團(tuán)。卟啉具有較高的熒光量子產(chǎn)率，良好的光熱穩(wěn)定性和脂溶性等基本特點(diǎn)，還特別地具有近紅外熒光發(fā)射(λ_em>650nm)和大的斯托克斯位移(﹥100nm)的優(yōu)點(diǎn)；利用卟啉在近紅外光區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)可以有效的減小對(duì)生物樣品的光損傷和避免復(fù)雜生物樣品中背景熒光的干擾，大的斯托克斯位移可以有些的避免吸收光譜和發(fā)射光譜的重疊，從而提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和分辨率，因此，卟啉是一種性能優(yōu)良的近紅外熒光發(fā)色團(tuán)。目前大多數(shù)根據(jù)PET機(jī)理設(shè)計(jì)合成的有機(jī)小分子熒光探針在紫外可見(jiàn)光區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)硫離子的檢測(cè)，而近紅外光區(qū)檢測(cè)的比較少，因此開(kāi)發(fā)卟啉類熒光探針具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于羥基卟啉的高選擇性近紅外硫離子熒光探針的制備方法，進(jìn)一步應(yīng)用表明，該熒光探針能在THF-H₂O溶劑體系中實(shí)現(xiàn)對(duì)硫離子的高靈敏度、高選擇性的快速識(shí)別功能。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)的：

一種基于羥基卟啉的高選擇性近紅外硫離子熒光探針的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)稱取一定量的5-(4-羥基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(TPP-OH，或稱單羥基苯基卟啉)溶于二氯甲烷，然后加入一定量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)；再稱取一定量的4-氯-7-硝基苯并呋咱(NBD-Cl)溶于二氯甲烷，將TPP-OH溶液充N₂保護(hù)20～30min后用恒壓滴液漏斗將NBD-Cl的溶液滴入TPP-OH溶液中，室溫下攪拌24～36小時(shí)，得到單羥基苯基卟啉-7-硝基苯并呋咱(TPP-O-NBD)的二氯甲烷溶液；

(2)將步驟(1)所得的單羥基苯基卟啉-7-硝基苯并呋咱的二氯甲烷溶液用飽和氯化鈉溶液洗滌2～4次，有機(jī)層再用無(wú)水硫酸鈉干燥，然后減壓蒸除二氯甲烷，得紫黑色固體粗產(chǎn)品，然后固體粗產(chǎn)品經(jīng)硅膠柱色譜進(jìn)行分離純化(淋洗劑為石油醚：乙酸乙酯＝6:1-4:1，v/v)，再真空干燥，即得有金屬光澤的紫黑色固體純品即基于羥基卟啉的高選擇性近紅外硫離子熒光探針(TPP-O-NBD)，其結(jié)構(gòu)如式(I)所示：

進(jìn)一步地，所述的單羥基苯基卟啉、4-二甲氨基吡啶及4-氯-7-硝基苯并呋咱的摩爾比為1.0：1.8-2.2：1.2-1.6。

進(jìn)一步地，所述氯化鈉溶液為飽和氯化鈉溶液。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)除去二氯甲烷的方法為減壓蒸餾。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)的柱色譜，淋洗劑為石油醚與乙酸乙酯的混合物，所述石油醚與乙酸乙酯的體積比為4～6:1。

一種根據(jù)上述的的制備方法制備的硫離子熒光探針。

一種根據(jù)上述的制備方法制備的硫離子熒光探針在硫離子檢測(cè)中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果在于：