[發明專利]一種檢測鋁離子和鋅離子的熒光探針及制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710850090.7
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107573258B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 胡志強;王鯤鵬;雷洋;陳紹晉;張琦
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C07C251/86
• 分類號: C07C251/86;C07C249/16;G01N21/64
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

一種檢測鋁離子和鋅離子的熒光探針，為螺烯的衍生物。其本身沒有熒光，與鋁離子或鋅離子絡合后，出現相應的熒光發射峰，能夠利用熒光光譜檢測鋁離子或鋅離子。制備方法是：首先水楊酸甲酯與水合肼反應生成水楊酸酰肼，在哌啶催化下，水楊酸酰肼與帶有醛基的螺烯化合物反應生成熒光探針化合物I。本發明的優點是：本發明制備的熒光探針I，合成簡單方便，產率高，易于制備，適于放大合成及實際生產應用。能夠利用熒光方法檢測鋁離子和鋅離子，其作為新型探針可以應用于離子檢測領域。探針分子選擇性好且靈敏度高，具有響應快、現象明顯的優勢，有著廣闊的應用前景。

【技術領域】

本發明屬于金屬離子檢測的熒光探針領域，特別是一種用于選擇性檢測鋁離子和鋅離子的熒光探針及其制備方法與應用。

【背景技術】

熒光探針能夠將離子存在信息轉換成易被檢測的光信號，進而獲得特定離子的識別功能。在體系中與特定離子的相互作用會發生特定的物理化學變化，從而導致相應的光信號發生改變。熒光探針具有高靈敏度，簡單易行等諸多優點。

鋁離子是常見的金屬離子，卻不是人體必需的元素，同時對動植物及環境有一定的危害。人體攝入過量的鋁離子，無法快速代謝出體外，會對人體的中樞神經和免疫系統造成損害，并導致多種腦部疾病，如帕金森病，阿爾茨海默病等。我國《食品添加劑使用標準GB2760-2011》中規定，鋁的殘留量要小于等于100mg/kg。迄今為止的鋁離子檢測方法存在局限性，多依賴昂貴的檢測儀器，成本較高。因此發展快速、簡便、靈敏的鋁離子檢測方法具有十分重要的意義。

鋅離子是人體必需的微量元素，在體內的含量僅次于鐵離子。鋅離子參與生物體內的諸多生理活動，比如腦功能、基因轉染、免疫功能以及中樞神經信號傳導等。由于鋅離子的3d¹⁰4s⁰的電子結構，自身無可測定的光譜以及核磁信號，因此常用的檢測手段如紫外光譜、核磁共振、電子順磁共振等都難以應用于鋅離子的檢測。現有的鋅離子檢測手段大多基于熒光探針方法，但是檢測過程中易受到鎘離子的干擾。

【發明內容】

本發明的目的是針對上述技術分析和存在問題，提供了一種熒光探針及其制備方法，及其在鋁離子和鋅離子檢測中的應用。

本發明的技術方案：

該化合物是利用螺烯羥基鄰位的醛與水楊酸酰肼反應制備所得，研究發現結構中的氮原子以及氧原子能夠與特定的金屬離子配位，產生相應的熒光，從而利用熒光光譜分別選擇性檢測鋁離子和鋅離子。

本發明用于檢測鋁離子和鋅離子的熒光分子探針試劑I，結構如下：

一種所述用于銅離子和鋅離子檢測的分子探針試劑的制備方法，步驟如下：

(1)冰浴條件下，水楊酸甲酯溶于甲醇中，緩慢滴加水合肼，滴完后回流4小時。冷卻至室溫，倒入水中，用乙酸乙酯萃取。有機相用無硫酸鈉干燥，旋干溶劑，用甲醇重結晶得到水楊酸酰肼。

(2)水楊酸酰肼溶于乙醇中，加入醛基螺烯a，以及適量哌啶作為催化劑。惰性氣體保護下回流，后冷卻至室溫，抽濾，用乙醇洗滌得到所需的探針化合物I。

其中步驟(1)中所述水楊酸甲酯、水合肼的用量比為1mol:10-500mL，具體可為1mol:50-200mL

步驟(2)中所述反應需在惰性氣體保護下進行；

所述水楊酸酰肼、醛基螺烯及哌啶的用量比為1mol:2-8mol:0.1-2mL，具體可為1mol:3-5mol:0.5-1mL