一種基于芘的銅離子比率型熒光探針及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于芘的銅離子比率型熒光探針及其制備方法和應用，該Cu2+熒光探針的結構式為


，該熒光探針的制備包括以下步驟：（1）1-芘甲醛與二乙烯三胺在無水乙醇中反應得到中間產物1-芘甲醛縮二乙烯三胺；（2）1-芘甲醛縮二乙烯三胺與噻吩-2-甲醛在無水乙醇中反應得到Cu2+熒光探針。本發(fā)明提供了一種合成步驟簡單，響應迅速，可裸眼識別，能實現可逆操作，可循環(huán)利用的基于芘結構新穎的Cu2+比率型熒光探針分子及其制備方法，可以應用于中性條件下的水環(huán)境體系中Cu2+的測定；尤其是，該探針以兩個不同的發(fā)射波長處熒光強度的比值I460/I375為信號參數，顯著提高了檢測的特異性與靈敏性，在0.2-20 μM對Cu2+有很好的線性關系；此外，該探針對Cu2+具有良好的選擇性，與其它的金屬離子作用時熒光強度比值I460/I375基本不變。
【專利說明】一種基于芘的銅離子比率型熒光探針及其制備方法和應用
[0001] 本發(fā)明涉及金屬離子檢測的熒光探針【技術領域】，尤其涉及一種基于芘的定量測定 銅離子濃度的比率型熒光探針及其制備方法和應用。

【背景技術】
[0002] 銅是生命體系中重要的微量元素和必要營養(yǎng)素。在各種過渡金屬和重金屬離子 中，除了鋅和鐵，銅是人體中第三個最豐富的元素，并且其在生物體的各種基本生理過程中 具有重要的作用，所以每天攝入一定量的銅對我們的健康是必不可少的。但是根據世界衛(wèi) 生組織（WHO)的報道，一個成年人每天攝入的銅不能超過10-12毫克，如果細胞中銅離子的 濃度超標，會導致抑制神經性疾病，如阿爾茨海默(Alzheimes)病、緬克斯(Menkes)綜合癥 和肝豆狀核變性（Wilsons)病等。此外，銅被廣泛的運用到工業(yè)和農業(yè)中，所以它也是一種 嚴重的環(huán)境污染物。因此，尋找一種簡便、快捷檢測方法對銅離子的分析檢測具有重要意 義?，F有測定銅離子的方法主要是原子吸收光譜法和分光光度法，但前者需要相對復雜的 儀器和操作熟練的技術人員才能得到可靠的分析結果，并且檢測費用高昂；而后者也需要 繁瑣的操作(如化學轉化、掩蔽、分離、萃取等消除干擾的預處理過程)，所以都不是理想的 識別和檢測銅離子濃度的方法。熒光探針作為一種靈敏度高、用樣量少、方便快捷且具有實 用價值的檢測方法是檢測重金屬離子的有效手段。
[0003] 目前關于銅離子熒光探針的研究中，大多是基于單信號發(fā)射強度改變的熒光探 針，比如熒光淬滅（文獻 I :F. -J. Huo，C. -X. Yin, Y. -T. Yang, J. Su，J. -B. Chao, D.-S. Liu, Anal. Chem. 84 (2012) 2219-2223;文獻2 :K.C. Ko，J.-S· Wu, H.J· Kim, P. S. Kwon, J. ff. Kim, R. A. Bartsch, J. Y. Lee, J. S. Kim, Chem. Commun. 47 (2011) 3165-3167;文獻 3 :H.S. Kumbhar, U.N. Yadav，B.L. Gadilohar, G.S. Shankarling, Sens. Actuators B: Chem. 203 (2014) 174-180.)或熒光增強型的熒光探針（文獻 I: H. Qin, J. Ren, J. Wang, E. Wang, Chem. Commun. 46 (2010) 7385-7387 ;文獻 2 : M. Li, Q. Liang, M. Zheng, C. Fang, S. Peng, M. Zhao, Dalton Trans. 42 (2013) 13509-13515 ;文獻3:]\11^，！1.-5.1^，了.-2.1^〇，丄-￥.]\^&〇，8.-父.211&〇，56118· ActuatorsB: Chem. 188 (2013) 1235-1240 ;文獻4在卩11，1^]\&1，6.1^11，！1.01即，8· Chen, Dyes Pigments 113 (2015) 70-77 ；M. Saleem, K. -H. Lee, J. Lumin. 145 (2014) 843-848 ;文獻 5 :H. S. Kumbhar, U. N. Yadav, B. L. Gadilohar, G. S. Shankarling, Sens. Actuators B: Chem. 203 (2014) 174-180.)。這些基于單波長發(fā)射的熒光探針易受 一些因素的影響，比如：光漂白、探針分子的濃度、探針分子周圍的微環(huán)境和光照射下的穩(wěn) 定性等。而比率型的測定方法能夠克服上述因素的影響。熒光比率法是通過記錄兩個熒光 發(fā)射峰的比率來實現對金屬離子的檢測的，它有利于增加響應范圍，減少環(huán)境因素的影響。 但是迄今為止，文獻已經報道了一些比率型的銅離子突光探針(文獻I :Y. Zhou, F. Wang, Υ· Kim, S.-J. Kim, J. Yoon, Org. Lett. 11 (2009) 4442-4445 ;文獻〗：^!^!·，]^]· Adhikari, A. Ramesh, G. Da, Inorg. Chem. 52 (2013) 743-752 ;文獻 3 :Μ· H. Lee, H.J· Kim, S. Yoon, N. Park, J.S. Kim, Org. Lett. 10 (2008) 213-216;文獻 4 :L. Yuan, W. Lin, B. Chen, Y. Xie, Org. Lett. 14 (2009) 432-435)，但這些比率型熒光 探針大多都是基于熒光共振能量轉移（FRET)的機理來對銅離子進行檢測的。一般來說，這 種基于熒光共振能量轉移機理來檢測金屬離子的熒光探針都需要兩種不同的熒光基團，所 以其合成比較復雜，因此迫切需要設計和合成一個只具有單熒光基團的比率型銅離子熒光 探針。
[0004] 芘具有熒光量子產率高、化學性質穩(wěn)定和熒光壽命長的優(yōu)點，特別是芘可以表現 出單體和激基締合物的雙重熒光，并且在芘的功能化系統(tǒng)中，芘從激基締合物發(fā)射變?yōu)閱?體發(fā)射的熒光強度比率的改變是很靈敏的，因此芘是一個設計比率型熒光探針理想的熒光 母體。而基于單個芘的銅離子比率型熒光探針報道甚少。由此可見，發(fā)明一種基于單芘的 銅離子比率型熒光探針具有非常重要的意義。


【發(fā)明內容】

[0005] 為了克服現有技術中的缺點，本發(fā)明人對此進行了深入研究，在付出了大量創(chuàng)造 性勞動后，提供了一種高靈敏度，高選擇性，能裸眼識別，能實現可逆操作，可循環(huán)利用的基 于芘結構新穎的Cu 2+比率型熒光探針分子及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是，一種基于芘的銅離子比率型熒光探針，其結構式如下：

【權利要求】
1. 一種基于芘的銅離子比率型熒光探針，其特征在于，其結構式如下：
2. 根據權利要求1所述的一種基于芘的銅離子熒光探針的制備方法，其特征在于它的 具體制備步驟為： (1) 1-芘甲醛縮二乙烯三胺的合成：將1-芘甲醛和二乙烯三胺按摩爾比1 :5混合于無 水乙醇溶液中，氮氣保護下，60?80 °C下磁力攪拌回流5?10 h;減壓蒸餾除去溶劑后得 到粗產品，用硅膠柱色譜提純，得到1-芘甲醛縮二乙烯三胺； (2) 銅離子比率型熒光探針的制備：將1-芘甲醛縮二乙烯三胺和噻吩-2-甲醛按摩爾 比1:1混合于無水乙醇溶液中，氮氣保護下，60?80 °C下磁力攪拌回流8?15 h;減壓蒸 餾除去溶劑后得到粗產品后，用硅膠柱色譜提純，得到銅離子比率型熒光探針。
3. 根據權利要求1所述的一種基于芘的銅離子比率型熒光探針，其特征在于：所述熒 光探針應用于測定體系中Cu2+的含量。
【文檔編號】C07D333/22GK104498024SQ201410846656
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權日:2014年12月31日
【發(fā)明者】李春艷, 吳銀雙, 李勇飛 申請人:湘潭大學