[發明專利]一種用于檢測水中金屬離子含量的熒光探針及其應用

在審

• 申請號: 201910236181.0
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN110483468A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 劉大穎;鄧欣欣;何華瑞;郭靜;王鈺婷;尹鑫
• 申請（專利權）人: 天津農學院
• 主分類號: C07D311/82
• 分類號: C07D311/82;C09K11/06;G01N21/64
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本發明公開了一種用于水中金屬離子含量檢測的熒光探針，所述化合物以N?乙酸基苯胺作為金屬離子絡合體，在其分子中引入熒光素熒光基團，生成金屬離子特別是鋅離子的熒光指示劑。本發明的化合物還可以應用于細胞原位成像。能夠適用于各種環境中的金屬離子濃度的連續檢測，尤其是水中對鋅離子濃度的連續測定。

技術領域

本發明屬于有機化合物領域，尤其涉及一種可用于水中金屬離子含量檢測的有機化合物及其相關應用。

背景技術

水是生命之源，也是人類與一切生物賴以生存的物質基礎。隨著我國經濟發展快速，出現大量水資源的浪費和水體污染以及生活用水緊張等。尤其是社會進步及工業發展的多樣化，復雜的污染物導致水污染狀況加劇。面臨水資源的嚴重缺乏和污染，我們必須合理開發使用水資源，堅持可持續利用水資源，這就對水質檢測和治理工作提出了更高的要求。

鋅是人體必需的微量元素之一，在人體生長發育、生殖遺傳、免疫、內分泌等重要生理過程中起著極其重要的作用[1]。鋅是腦中含量最多、維持腦的正常功能所必需的微量元素，鋅的含量需維持一定的正常范圍內，過多或過少都會引起疾病。飲用水一旦被鋅污染后，有可能造成過量的鋅進入人體。慢性鋅中毒主要以惡心、胃部不適為主要癥狀，也可引起免疫功能低下，降低高密度或低密度脂蛋白膽固醇，降低銅藍蛋白亞鐵氧化酶活性，最終導致動脈粥樣硬化、高血壓、冠心病等。當水中鋅含量為1mg·L^-1時，對水體生物氧化過程有輕微抑制作用；含鋅量在3mg·L^-1～5mg·L^-1時，在煮沸后水會呈現乳白色，放置一段時間后出現一層油脂狀薄膜；含鋅量超過5mg·L^-1時，水中有苦澀味。

鉛、鎘等一系列劇毒重金屬被廣泛用于工業生產流程中，它們大都最終轉化成為陽離子而被排放到自然界。這些重金屬離子在生物體內不可降解，而且可以通過食物鏈在生物組織里富集，從而對人和自然界造成巨大的危害。鎘被廣泛用于工業生產(如電池工業)，長期接觸鎘，能引起多種癌癥發病率的增加。鉛大都以 Pb²⁺的形式存在，能引起消化系統、神經系統以及心臟的病變，導致兒童的智力障礙。

因此，檢測水中重金屬研究成為了科學研究領域中一個重要的科研課題。目前水質檢測金屬離子的傳統方法有電感耦合等離子發射光譜法、流動注射分析和電化學法等[2]。但是，上述傳統檢測方法一般都具有所需儀器貴重，檢測耗時，步驟復雜，專業性強等特點。為了解決上述劣勢，熒光傳感檢測金屬離子的方法以其選擇好、靈敏度高、檢測方便快捷等優點引起了人們廣泛關注和極大興趣，并在近些年得到了較大的發展。熒光傳感離子檢測擁有眾多優點，有望替代此前描述的傳統方法。比如，測試過程快捷方便，價格低廉，“裸眼”可視化檢測，選擇性好，靈敏度高，分子結構易于修飾優化。

發明內容

針對現有技術的上述及其他缺陷，本申請的發明人通過大量創造性的研究工作，發明了一種效率高、靈敏度好及重現性好的用于水中的金屬離子尤其是鋅等重金屬離子含量檢測的有機化合物，該化合物引入熒光基團，可制成水中檢測金屬離子的熒光探針，適用于水環境及生物體內的金屬離子濃度的連續檢測。

為實現上述及其他目的，本發明提供如下技術方案。

在本發明第一方面，提供一種用于水中金屬離子含量檢測的熒光有機化合物，所述化合物包含取代或未取代的N-乙酸基苯胺作為金屬離子絡合體，并在N-乙酸基苯胺的對位引入了熒光素熒光基團。

所述化合物具有如下結構式：

一種優選實施方式中，可用本發明化合物檢測的金屬離子選自鋅等金屬離子。

在本發明第二方面，提供本發明化合物在水中金屬離子含量檢測中的應用。一種優選實施方式中，所述金屬離子選自鋅離子。另一種優選實施方式中，所述檢測為熒光檢測，連續檢測。

本發明的有機化合物作為金屬離子探針具有如下突出的技術優勢：