[發明專利]一種水溶性香豆素類熒光探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611029585.5
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106588844B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 汪劍波;葉天晴;沈錦錦;吳晨俊
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: C07D311/16
• 分類號: C07D311/16;G01N21/64;G01N21/78
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張勛斌

本發明公開了一種水溶性香豆素類熒光探針及其制備方法和應用，該熒光探針的結構如式(I)所示。該探針可選擇性的識別汞離子，在純水緩沖溶液中，該探針與汞離子作用后，在450nm處的熒光發射由幾乎沒有到110倍增強的藍色熒光變化，對汞離子的檢測限為0.12μmol/L，并且具有很強的選擇性，可用于裸眼定性鑒別和熒光定量檢測痕量汞離子。

技術領域

本發明屬于熒光化學傳感技術領域，具體涉及一種基于香豆素熒光化合物，以汞離子催化水解乙烯醚鍵為識別手段，對汞離子有高選擇性的熒光增強檢測的熒光探針。

背景技術

重金屬離子對環境和生物體有很強毒害性，一直受到人們的關注。在眾多重金屬離子中，汞離子作為毒性最強元素之一，能夠在生物體內富集和集聚，從而嚴重危害人類的健康，如無機形式的汞離子在微生物作用下，可轉化成甲基汞等有機汞，而甲基汞一旦進入人體后，會對腦部神經產生特異性損害，可引起行為紊亂和神經損傷。然而，工業生產過程中如食鹽電解、貴金屬冶煉通常會涉及到金屬汞的使用，因此，對于環境水樣中實現高效定性和定量痕量檢測汞離子的技術具有現實意義和應用前景。

目前檢測汞離子的技術主要有：原子吸收法、原子發射法、電感耦合等離子體法，這些技術盡管有優勢，但需要比較復雜的前處理、熟練的操作和昂貴的成本等缺點，相比之下，熒光探針檢測法具有靈敏度高、選擇性好、響應速度快等優點，成為研究人員廣泛關注的熱點之一。近些年來，許多汞離子熒光探針報道，檢測汞離子主要基于兩大類，探針與汞離子發生配位作用[參見：(a)Jha AK,Umar S,Arya RK,Datta D and Goel A.J MaterChem B 2016:4:4934；(b)Kao SL,Wu SP,Sens Actuators B Chem 2015:212:382]，和化學反應[參見：(a)Hu J,Hu Z,Liu S,Zhang Q,Gao HW,Uvdal K.Sens Actuators B Chem2016:230:639；(b)Atta AK,Kim SB,Heo J,Cho DG..Org Lett 2013:15:1072]。和前者相比，基于汞離子特定反應的探針在離子選擇性上具有優勢。

香豆素化合物以具有較高光熱及化學穩定性、高熒光量子產率等優點，成為離子識別和生物分析等領域最受關注的熒光探針體系之一[參見：(a)Inorganica ChimicaActa 2012:381:2；(b)Org Let 2008:10:5015.]。香豆素類的汞離子探針應用研究越來越關注[參見：(a)Chem.Commun.2011,47,5073；(b)Chem.Commun.2009,3560；(c)TetrahedonLett 2010,51,3852]。這些探針中存在一些局限性如水溶性不好、熒光淬滅、離子選擇性不佳等，而EPA規定飲用水中汞離子的含量不超過2ppb，因此，很有必要去研究一種水溶性好、選擇性高、對痕量汞離子檢測的香豆素類熒光探針。

發明內容

本發明提供了一種水溶性香豆素類熒光探針制備方法及其應用，該水溶性香豆素類熒光探針可以對汞離子進行高效的檢測。

一種水溶性香豆素類熒光探針，熒光探針的結構式如下：

本發明的水溶性香豆素類熒光探針，在分子中引入乙烯醚鍵，通過汞離子能催化水解乙烯醚鍵，實現探針可選擇性識別檢測汞離子。在純水緩沖溶液中，該探針在450nm處幾乎沒有熒光，而與汞離子作用后，則產生很強的藍色熒光，對汞離子的檢測限為0.12μmol/L，并且具有很強的選擇性，可用于裸眼定性鑒別和熒光定量檢測。

本發明還提供了一種所述的水溶性香豆素類熒光探針的制備方法，包括以下步驟：

將4-甲基-7-羥基香豆素和1,2-二溴乙烷溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入碳酸鉀，加熱反應，中間體4-甲基-7-溴乙氧基香豆素，再與1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯(DBU)在乙腈中加熱反應，反應結束后經過后處理得到所述的水溶性香豆素類熒光探針。