[發(fā)明專利]一種用于水中金屬離子含量檢測的熒光化合物及其應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910236421.7
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN110128394A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉大穎;尹鑫;何華瑞;王鈺婷;郭靜;鄧欣欣
• 申請（專利權(quán)）人: 天津農(nóng)學院
• 主分類號: C07D311/80
• 分類號: C07D311/80;C09K11/06;G01N21/64
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本發(fā)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?乙酸基鄰甲氧基苯胺作為金屬離子絡(luò)合體，在其分子中引入羅丹明熒光基團，生成金屬離子特別是鋅離子的熒光指示劑。本發(fā)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(huán)境中的金屬離子濃度的連續(xù)檢測，尤其是水中對鋅離子濃度的連續(xù)測定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機化合物領(lǐng)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(guān)應用。

背景技術(shù)

水是生命之源，也是人類與一切生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展快速，人們過分依賴水資源的投入，出現(xiàn)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(yè)發(fā)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，我們必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持綠色和諧發(fā)展，堅持可持續(xù)利用水資源，對水質(zhì)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(fā)育、生殖遺傳、免疫、內(nèi)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(nèi)，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(xiàn)乳白色，放置一段時間后出現(xiàn)一層油脂狀薄膜；含鋅量超過5mg·L^-1時，水中有苦澀味。

因此，檢測水中重金屬研究成為了科學研究領(lǐng)域中一個重要的科研課題。目前水質(zhì)檢測金屬離子的方法中，最廣泛應用的方法有電感耦合等離子發(fā)射光譜法、流動注射分析和電化學法等[2]。但是，上述測試方法所需儀器貴重，且檢測耗時，步驟復雜，專業(yè)性強，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(yōu)點引起了人們廣泛關(guān)注和極大興趣，并在近些年得到了較大的發(fā)展。熒光傳感器離子檢測擁有眾多的優(yōu)點，有望替代此前描述的傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)易于修飾優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述及其他缺陷，本申請的發(fā)明人通過大量創(chuàng)造性的研究工作，發(fā)明了一種效率高、靈敏度好及重現(xiàn)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(huán)境及生物體內(nèi)的金屬離子濃度的連續(xù)檢測。

為實現(xiàn)上述及其他目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案。

在本發(fā)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-乙酸基鄰甲氧基苯胺作為金屬離子絡(luò)合體，并在N-乙酸基鄰甲氧基苯胺的對位引入了羅丹明熒光基團。

所述化合物具有如下結(jié)構(gòu)式：

一種優(yōu)選實施方式中，可用本發(fā)明化合物檢測的金屬離子選自鋅離子等金屬離子。

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

本發(fā)明的有機化合物作為金屬離子探針具有如下突出的技術(shù)優(yōu)勢：

1、本發(fā)明通過在N-乙酸基鄰甲氧基苯胺中引入羅丹明熒光基團，可以制備出一系列金屬離子(尤其是鋅離子)熒光指示劑。當金屬離子含量改變時，熒光強度隨著改變，可從其熒光強度計算出溶液中金屬離子的含量。

2、還可利用熒光成像，將本發(fā)明的探針應用于細胞內(nèi)鋅離子檢測，應用于生物體內(nèi)微量金屬離子含量的分析，實現(xiàn)無創(chuàng)原位檢測。