本發(fā)明屬于有機(jī)小分子熒光探針，具體涉及一種類花菁熒光探針及其合成方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：：1、亞硫酸鹽是食品工業(yè)上常用的漂白劑和防腐劑，其作為食品添加劑在食品中發(fā)揮的作用主要有以下幾個方面：(1)防止食品的酶促褐變與非酶褐變，使食品的外觀光亮、潔白；(2)抑制微生物生長從而延長食品的保質(zhì)期；(3)抑制食品中氧化酶的活性，防止氧化酶引起營養(yǎng)成分破壞和色變；(4)與食品中含有的有色物質(zhì)結(jié)合，因其還原性起到漂白作用。2、然而，隨著研究的逐步深入，亞硫酸鹽的毒性日益受到關(guān)注。大量研究表明，食品中異常水平的so2會對人體健康造成傷害，過量的亞硫酸鹽進(jìn)入人體循環(huán)后會引起腎功能障礙、心血管疾病和呼吸系統(tǒng)疾病。亞硫酸鹽的毒性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)亞硫酸鹽能夠與氨基酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，還能與多種維生素結(jié)合將其裂解為其它產(chǎn)物，從而嚴(yán)重破壞食品中的營養(yǎng)物質(zhì)，降低食品的營養(yǎng)價值。(2)長期接觸低濃度的亞硫酸鹽可導(dǎo)致頭痛、頭昏、全身乏力，嚴(yán)重時會引起慢性咽喉炎、支氣管炎、嗅覺及味覺減退等癥狀。(3)如果是動物長期吃含有亞硫酸鹽的食物，會出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)炎、骨髓萎縮等不良的癥狀，這會對動物的成長帶來障礙。(4)亞硫酸鹽還會促使細(xì)胞發(fā)生變異，誘導(dǎo)不飽和脂肪酸的氧化等危害。3、因此，食品中亞硫酸鹽添加劑的含量必須經(jīng)過嚴(yán)格地檢驗和控制。例如，國際食品法典委員會(cac)規(guī)定干果、蔬菜和葡萄酒中的亞硫酸鹽含量分別應(yīng)低于100毫克/千克、200毫克/千克和250毫克/千克，美國食品藥品監(jiān)督管理局(fda)規(guī)定，食品和飲料中hso3-的含量應(yīng)低于10ppm(125μmol/l)，而《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(gb2760-2015)對各類食品中亞硫酸鹽的允許用量有明確規(guī)定。即食品中亞硫酸鹽使用量不得高于30mg/kg，中華人民共和國(prc)藥典也規(guī)定了中藥材中亞硫酸鹽含量不得超過400mg/kg。4、鑒于亞硫酸鹽的某些副作用，迫切需要發(fā)展能夠快速定量檢測亞硫酸鹽的檢測方法。亞硫酸鹽是一種含氧酸鹽，結(jié)構(gòu)中所含的酸根離子是亞硫酸根(so32-)，對亞硫酸鹽檢測實際就是對亞硫酸根離子(so32-)進(jìn)行檢測。傳統(tǒng)檢測亞硫酸鹽的方法主要有離子色譜法、電化學(xué)法和毛細(xì)管電泳法。由于這些方法需要復(fù)雜的前處理步驟、高端的儀器設(shè)備、復(fù)雜實驗操作和長時間分析，不能實現(xiàn)對目標(biāo)物的實時監(jiān)測需求，所以在食品檢測應(yīng)用中受到一定的限制。光化學(xué)傳感器由于其具有價格低廉，方法簡單、響應(yīng)迅速和信息量大等優(yōu)點近幾年來迅速發(fā)展起來，受到廣泛關(guān)注。其主要原理是利用傳感器單元的光學(xué)性質(zhì)(吸收或發(fā)射)改變作為輸出信號，實現(xiàn)對待分析物的檢測。5、光化學(xué)傳感器按照其信號檢測的不同，可以分為熒光化學(xué)傳感器和比色化學(xué)傳感器。熒光化學(xué)傳感器(熒光探針)主要是依靠熒光信號為檢測手段，通常有熒光的增強(qiáng)，淬滅或者發(fā)光波長的變化；比色化學(xué)傳感器則是借助于色調(diào)的變化，尤其是增色型比色傳感通過肉眼觀察就可檢測，實際應(yīng)用方便?，F(xiàn)階段單一的熒光化學(xué)傳感器或比色化學(xué)傳感器，由于其選擇性好，靈敏度高，響應(yīng)時間快等特點，目前在生物分子的檢測中的應(yīng)用越來越廣泛。6、2022年gong?w,zhang?c,zhang?x等人在《spectrochimica?acta?part?a:molecular?and?biomolecular?spectroscopy》公開了“mitochondria-targetablecolorimetric?and?far-red?fluorescent?sensor?for?rapid?detection?of?so2derivatives?in?food?samples?and?living?cells”，其中探針aqcb以含3-喹啉甲醛部分的羅丹明類似物骨架為基礎(chǔ)，與1-甲基喹啉部分，產(chǎn)生了一個可淬滅熒光的受體-π-受體的結(jié)構(gòu)，即合成了一種新的hso3-比色遠(yuǎn)紅熒光探針。喹啉作為陽離子表面活性劑，可以提高膜的通透性和生物相容性。提高分子間反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間。當(dāng)hso3-與喹啉部分發(fā)生了1,4-親核加成反應(yīng)，形成富電子的烯胺部分，形成給體-π-給體的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生紫色的強(qiáng)熒光。aqcb具有良好的水溶性，pbs中，對hso3-具有快速響應(yīng)(<15s),高靈敏度(lod＝49nm)和選擇性。該探針具有良好的細(xì)胞膜性質(zhì)，可成功地應(yīng)用于活細(xì)胞線粒體hso3-的成像。不僅能定量檢測食品樣品中的hso3-，而且能直觀地檢測線粒體中的hso3-。7、8、2023年li?y,wang?y,lei?x等人在《food?chemistry》報道了“development?of?aresponsive?probe?for?colorimetric?and?fluorescent?detection?of?bisulfite?infood?and?animal?serum?samples?in?100％aqueous?solution”，其中探針npo水溶性好、反應(yīng)快速、檢測限低至0.25μm，伴隨溶液顏色從藍(lán)色變?yōu)辄S色。試紙條實驗實現(xiàn)了hso3-和so2氣體的實時可視化檢測。此外，它還成功地用于環(huán)境中so2的檢測，以及真實食品樣品(食糖、白酒、干食用菌等)和動物血清樣品中hso3-的檢測。9、10、2021年zhang?c,han?l,liu?q等人在《spectrochimica?acta?part?a:molecularand?biomolecular?spectroscopy》介紹了“a?colorimetric?and?far-red?fluorescentprobe?for?rapid?detection?of?bisulfite/sulfite?in?full?water-soluble?based?onbiquinolinium?and?its?applications”，其中探針dq通過1,4親核加成反應(yīng)對hso3-檢測具有高選擇性，在純水溶液中顏色從無色到紫紅色，并具有顯著的遠(yuǎn)紅熒光增強(qiáng)。探針dq可用于檢測紙條、粉絲、糖等真實樣品上的hso3-和活細(xì)胞圖像上的hso3-。11、12、上述現(xiàn)有技術(shù)中所公開的熒光探針雖然具有靈敏度高、選擇性好、檢測快速等優(yōu)點，但是其應(yīng)用場景廣泛，使用范圍包括整個食品乃至生物、環(huán)境安全領(lǐng)域，在檢測中藥藥材時無法體現(xiàn)出優(yōu)良的特異性與專一性。而隨著我國人民生活質(zhì)量的提高，中藥藥材的食品安全問題日益引起人們的高度重視，因此迫切需要研究一種操作簡單、檢測實時快速，且針對于中藥藥材亞硫酸鹽檢測的熒光探針，為中藥藥材廠家的自我監(jiān)控和市場監(jiān)督提供有力的技術(shù)保障。技術(shù)實現(xiàn)思路1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種類花菁熒光探針及其合成方法與應(yīng)用，所述類花菁熒光探針n-3-i可應(yīng)用于亞硫酸鹽的可視化檢測和相關(guān)檢測試紙開發(fā)，對于中藥藥材的安全性評估具有重要的實用意義。2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：3、本發(fā)明目的之一在于提供一種類花菁熒光探針，其特征在于，所述類花菁熒光探針標(biāo)記為n-3-i，其溶液顏色表現(xiàn)為深粉色，分子式為c22h17cln2o4，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如ⅰ所示：4、5、本發(fā)明目的之二在于提供一種類花菁熒光探針的合成方法，其特征在于，包括下步驟：6、(1)將碳酸銫和1,8-萘內(nèi)酰胺溶解于乙腈中，逐滴加入碘甲烷，在氬氣氛圍下室溫攪拌3-5h，旋蒸除去溶劑，分離純化得到亮黃色粉末即為化合物1，其結(jié)構(gòu)式如ⅱ所示：7、8、(2)將步驟1所獲得的化合物1在0℃時溶于無水四氫呋喃中，逐滴加入甲基氯化鎂并攪拌，而后在氬氣氛圍條件下于油浴鍋50-70℃回流1-3h，反應(yīng)結(jié)束后將其放在冰浴中待其溫度降到0℃，加入少量水淬滅反應(yīng)，然后將高氯酸加入反應(yīng)混合物充分?jǐn)嚢?，得到黃綠色溶液并加入冰水中，真空抽濾、干燥獲得綠色粉末，即為化合物2，其結(jié)構(gòu)式如ⅲ所示：9、10、(3)在圓底燒瓶中混合化合物2和5-吲哚甲醛，然后加入乙醇和乙腈混合溶液，室溫避光過夜反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過濾黑色沉淀，采用硅膠柱層析分離純化反應(yīng)混合液，制得類花菁熒光探針n-3-i，其結(jié)構(gòu)式如ⅳ所示：11、12、進(jìn)一步地，所述步驟(1)反應(yīng)如下：13、14、進(jìn)一步地，所述步驟(1)中所述1,8-萘內(nèi)酰胺、碳酸銫、碘甲烷的摩爾比為1:1.5:1.2。15、進(jìn)一步地，所述步驟(1)中所述分離純化采用柱層析分離，其中層析淋洗液為體積比23:1的石油醚/乙酸乙酯混合溶液。16、進(jìn)一步地，所述步驟(2)反應(yīng)如下：17、18、進(jìn)一步地，所述步驟(2)中所述化合物1與甲基氯化鎂的摩爾比為1:4.5。19、進(jìn)一步地，所述步驟(3)反應(yīng)如下：20、21、進(jìn)一步地，所述步驟(3)中所述化合物2與5-吲哚甲醛的摩爾比為1:1。22、進(jìn)一步地，所述步驟(3)中所述乙醇乙腈混合溶液中乙醇與乙腈的體積比為9:1。23、進(jìn)一步地，所述步驟(3)中所述分離純化采用柱層析分離，其中層析淋洗液為體積比10:1的二氯甲烷/甲醇混合溶液。24、本發(fā)明目的之三在于提供一種類花菁熒光探針在中藥藥材亞硫酸鹽含量檢測中的應(yīng)用。25、進(jìn)一步地，當(dāng)中藥藥材測試樣品中存在亞硫酸鹽時，所述類花菁熒光探針能夠在非常溫和的條件下快速發(fā)生響應(yīng)，使其溶液由原本的深粉色顯著變化為無色。26、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：27、1、本發(fā)明設(shè)計了一種類花菁熒光探針作為能夠快速靈敏檢測亞硫酸鹽的新型傳感器，所述類花菁熒光探針對于亞硫酸鹽具有良好的選擇性和特異性，可以在非常溫和的條件下與亞硫酸鹽反應(yīng)，亞硫酸根/亞硫酸氫根選擇性與連接吲哚環(huán)和苯并吲哚之間的碳碳雙鍵迅速發(fā)生反應(yīng)，破壞探針的大共軛體系，造成熒光藍(lán)移；探針可在1分鐘內(nèi)快速響應(yīng)，其靈敏度高(檢測限可達(dá)49nm)，選擇專一性好，可有效排除樣品中其他食品添加劑的干擾。28、2、與現(xiàn)有熒光探針技術(shù)相比，本發(fā)明所公開的類花菁素?zé)晒馓结榥-3-i合成方法簡單，合成過程快速，操作步驟簡易，對于環(huán)境友好。當(dāng)測試樣品中存在亞硫酸鹽時，熒光探針溶液的顏色從原本的深粉色顯著變化為無色，可以直觀地從視覺上實現(xiàn)對中藥藥材中亞硫酸鹽含量的實時“裸眼”監(jiān)測，且監(jiān)測水平可達(dá)納摩爾水平。在使用時所述類花菁素?zé)晒馓结槢]有特殊的限制，在普通室溫及其他溫和條件下即可完成檢測，表現(xiàn)出良好的實際應(yīng)用性。29、3、本發(fā)明所述類花菁熒光探針n-3-i可應(yīng)用于中藥藥材中亞硫酸鹽的安全性評估。該方法用量少，檢測時間快，檢測性能高，因此在亞硫酸鹽可視化檢測和檢測試紙的開發(fā)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12