一種用于鐵離子檢測的菲并咪唑-香豆素雙熒光基團比率熒光分子探針及其合成和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于鐵離子檢測的巧光分子探針的合成及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵元素作為地殼中含量位居第二的金屬元素，也是人體中含量最高的微量元素， 鐵在生物體的各級代謝中都具有十分重要的作用。在人體的生命活動，如激素分泌、細胞 色素、髓過氧化物酶、細胞色素氧化酶及觸酶等酶的構(gòu)成，對血液中氧的轉(zhuǎn)運，遺傳因子的 合成、質(zhì)子的轉(zhuǎn)移、細胞內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)W及酸堿平衡維持等方面，不僅有宏觀金屬鐵元素的 參與，也有一些微量甚至痕量鐵離子的作用。因此，鐵離子的檢測對生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)都有 著重大意義?，F(xiàn)有的檢測鐵離子的巧光探針有W香豆素為巧光基團的巧光探針和咪挫衍生 物巧光探針，其中W香豆素為巧光基團的巧光探針化合物發(fā)表在《無機化學(xué)通訊》（Inorg. 化em.Comm. )2014年第42期的第1-4頁的文章《基于帶有雙香豆素基團的氮雜18冠6化 合物的化3+高選擇性巧光化學(xué)傳感器》(Hi曲lyselectivefluorescentchemosensorfor Fe^^detectionbasedondiaza-lS-crown-Betherappendedwithdualcoumarins)上， 其結(jié)構(gòu)式如a式所示：
[0003]
[0004] 咪挫衍生物巧光探針是發(fā)表在《中國科學(xué)：化學(xué)》（Science化ina化emisty) 2014 年第57卷第9期的1257-1263頁上的文章《一個水相中可逆識別Fe3+和Η2PO4的 "開-關(guān)-開"的巧光化學(xué)傳感器》（Αreversiblefluorescentchemosensorfor化3+日〇3HzPOziwith"on-〇ff-〇n"switchinginaqueousmedia)上，其結(jié)構(gòu)式如b式所不。
[0005] 上述的兩種巧光探針識別Fe3+主要采用兩種信號特征，分別是探針分子結(jié)合鐵離 子后產(chǎn)生新的發(fā)射峰和在原來的發(fā)射位置表現(xiàn)為巧光增強或澤滅，但是運種信號都存在容 易受到pH、濃度、其他金屬離子干擾的影響，導(dǎo)致在識別過程中容易受到干擾檢測數(shù)據(jù)不準 確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的識別化的巧光探針易受到抑、濃度、其他金屬離子干擾 的影響導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)不準確的技術(shù)問題，而提供一種用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素 雙巧光基團比率巧光分子探針及其合成方法。
[0007] 本發(fā)明的用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素雙巧光基團比率巧光分子探針 為4-甲基-7-徑基-8-[2-α-苯基-1H-菲并巧，10-d]咪挫-2-)苯氨亞甲基]-2H-化 喃-2-酬，其結(jié)構(gòu)式為：
[0008]
[0009] 上述的用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素雙巧光基團比率巧光分子探針的制 備方法是義用1-N-苯基-2-(2-氨基苯基）-lH-菲并[9,l0-d]咪挫和4-甲基-7-美圣 基-8-醒基香豆素縮合而成，其反應(yīng)式如下：
[0010]
[0011] 其具體合成步驟為： 陽01引一、按l-N-苯基-2-(2-氨基苯基）-lH-菲并巧，10-d]咪挫與4-甲基-7-? 基-8-醒基香豆素的摩爾比為1:(1~5)，將1-N-苯基-2-(2-氨基苯基）-lH-菲并 巧，10-d]咪挫與4-甲基-7-徑基-8-醒基香豆素加入到酸性溶劑中，室溫攬拌反應(yīng)10~ 60min，得到反應(yīng)混合物；
[001引二將反應(yīng)混合物倒入蒸饋水中，將抑值調(diào)節(jié)到8~10后析出大量固體進濾，收 集濾餅；
[0014] Ξ、將濾餅用乙酸乙醋和石油酸重結(jié)晶，得到4-甲基-7-徑基-8-[2-(l-苯 基-1H-菲并巧，10-d]咪挫-2-)苯氨亞甲基]-2H-化喃-2-酬，即為用于鐵離子檢測的菲 并咪挫-香豆素雙巧光基團比率巧光分子探針。
[0015] 上述的用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素雙巧光基團比率巧光分子探針的使 用方法按w下步驟進行：
[0016] 一、將用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素雙巧光基團比率巧光分子探針溶解于 N，N-二甲基甲酯胺與肥陽S緩沖溶液的混合液中，得到巧光分子探針溶液；其中肥陽S緩 沖溶液混合液的抑=7. 4,混合液中N，N-二甲基甲酯胺與肥陽S緩沖溶液的體積比為7 : 3,混合液中巧光分子探針的濃度為10μmol/L;
[0017] 二、取巧光分子探針溶液，向其中加入待測樣品，混合均勻，得到樣品溶液；
[0018] Ξ、用紫外分光光度計測試巧光分子探針溶液在波長為260nm處的吸光度值A(chǔ)i， 再測試樣品溶液在波長為260nm處的吸光度值A(chǔ)2,如果A2《20 %Ai，則可判定樣品中含 有化或者用巧光光譜儀測試巧光分子探針溶液在發(fā)射波長為426nm時的巧光強度B1，再 測試樣品溶液在發(fā)射波長為426nm時的巧光強度B2,如果B2《20%B1，則判定樣品中含有 化扣。
[0019] 本發(fā)明的運種含有菲并咪挫與香豆素兩種巧光基團的化的巧光探針可實現(xiàn)在 水環(huán)境體系中對化的選擇性識別功能，不受水溶液中其他金屬離子的干擾，具有較強的 抗干擾能力。該巧光分子探針本身及在識別化之后在抑值為2~13范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的 巧光強度，巧光性能穩(wěn)定。該巧光分子探針識別響應(yīng)非常迅速，能夠在0. 5分鐘內(nèi)完成在水 體系環(huán)境中的化3+。
[0020] 該巧光分子探針的合成所需原料簡單易得，成本較低；反應(yīng)只需一步，步驟簡單； 反應(yīng)時間短，在室溫下完成，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物只需通過重結(jié)晶方式獲得，分離提純過程 簡單，合成產(chǎn)率高，產(chǎn)率高達75~85%。
[0021] 本發(fā)明的巧光探針可應(yīng)用在水體系中Fe3+污染的前期檢測中，具有極高的應(yīng)用價 值。
【附圖說明】
[0022] 圖1是實施例1中巧光分子探針在DMF/肥陽S緩沖溶液（v/v=7/3,抑=7. 4) 體系中的紫外光譜圖，橫坐標為波長，縱坐標為吸光度。
[0023] 圖2是實施例1中巧光分子探針在DMF/肥陽S緩沖溶液（v/v=7/3,抑=7. 4) 體系中的巧光發(fā)射光譜圖，橫坐標為波長，縱坐標為巧光強度。
[0024] 圖3是實施例1中巧光分子探針在DMF/肥陽S緩沖溶液（v/v= 7/3,抑=7. 4) 體系中加入400ymol/L濃度的金屬陽離子（Af%&ΛAg+，Ca2+，Mg2+，化3+，化2+，化2+，化+， Ba2%Ni2%Κ%化2+，化3+，CcT，Co2+)后巧光發(fā)射光譜變化情況，橫坐標為波長，縱坐標為巧光 強度。 陽0巧]圖4是實施例1中巧光分子探針在DMF/肥陽S緩沖溶液（v/v= 7/3,抑=7. 4) 體系中加入400μmol/L濃度的化與400μmol/L濃度的不同共存金屬離子后的巧光發(fā)射 光譜變化情況，橫坐標為金屬離子，縱坐標為巧光強度。 陽0%] 圖5是實施例1中巧光分子探針在DMF/肥陽S緩沖溶液（v/v= 7/3,抑=7. 4) 體系中，巧光發(fā)射光譜隨化3+濃度（0-120當(dāng)量）增加的變化情況，橫坐標為波長，縱坐標 為巧光強度。
[0027]圖6是實施例1中巧光分子探針的巧光強度隨Fe3+的濃度變化曲線圖；
[0028] 圖7是實施例1中巧光分子探針檢測化3+最低檢測限的測定曲線圖.
[0029] 圖8是實施例1中巧光分子探針在DMF/肥陽S緩沖溶液（v/v= 7/3,抑=7. 4) 體系中，加入400μmol/L濃度的化前后在不同抑值（抑值從2 - 13)條件下的巧光發(fā)射 光譜變化情況，橫坐標為抑，縱坐標為巧光強度。
[0030] 圖9是實施例1中巧光分子探針在DMF/肥陽S緩沖溶液（v/v= 7/3,抑=7. 4) 體系中，加入化3+前后巧光發(fā)射光譜隨時間響應(yīng)的變化情況，橫坐標為測試時間，縱坐標為 巧光強度。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0031] 一：本實施方式的用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素雙巧光基團 比率巧光分子探針為4-甲基-7-徑基-8-
【具體實施方式】 [2-(l-苯基-1H-菲并巧，10-d]咪挫-2-)苯氨 亞甲基]-2H-化喃-2-酬，其結(jié)構(gòu)式為：
[0032]
U
【具體實施方式】 [0033] 二：一所述的用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素雙 巧光基團比率巧光分子探針的制備方法如下：
[0034] 一、按l-N-苯基-2-(2-氨基苯基）-lH-菲并巧，10-d]咪挫與4-甲基-7-? 基-8-醒基香豆素的摩爾比為1:(1~5)，將1-N-苯基-2-(2-氨基苯基）-lH-菲并 巧，10-d]咪挫與4-甲基-7-徑基-8-醒基香豆素加入到酸性溶劑中，室溫攬拌反應(yīng)10~ 60min，得到反應(yīng)混合物；
[00對二將反應(yīng)混合物倒入蒸饋水中，將抑值調(diào)節(jié)到8~10后析出大量固體進濾，收 集濾餅； W36] S、將濾餅用乙酸乙醋和石油酸重結(jié)晶，得到4-甲基-7-徑基-8- [2- (1-苯 基-1H-菲并巧，10-d]咪挫-2-)苯氨亞甲基]-2H-化喃-2-酬，即為用于鐵離子檢測的菲 并咪挫-香豆素雙巧光基團比率巧光分子探針。
【具體實施方式】 [0037] Ξ:本實施方式與二不同的是步驟一中的酸性溶劑為 冰乙酸、濃硫酸或甲酸；其它與二相同。
【具體實施方式】 [0038] 四：本實施方式與二或Ξ不同的是步驟二中調(diào)節(jié)抑 值采用氨氧化鋼水溶液；其它與二或Ξ相同。
【具體實施方式】 [0039] 五：本實施方式與二至Ξ之一不同的是步驟Ξ中乙酸 乙醋和石油酸的體積比是1 : (10~15);其它與二至Ξ之一相同。
[0040]
【具體實施方式】六：【具體實施方式】一所述的用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素雙 巧光基團比率巧光分子探針的使用方法按w下步驟進行：
[0041] 一、將用于鐵離子檢測的菲并咪挫-香豆素雙巧光基團比率巧光分子探針溶解于 N，N-二甲基甲酯胺與肥陽S緩沖溶液的混合液中，得到巧光分子探針溶液；其中肥陽S緩 沖溶液混合液的抑=7. 4,混合液中N，N-二甲基甲酯胺與肥陽S緩沖溶液的體積比為7 : 3,混合液中巧光分子探針的濃度為10μmol/L;
[0042] 二、取巧光分子探針溶液，向其中加入待測樣品，混合均勻，得到樣品溶液；
[0043] Ξ、用紫外分光光度計測試巧光分子探針溶液在波長為260nm處的吸光度值A(chǔ)i， 再測試樣品溶液在波長為260nm處的吸光度值A(chǔ)2,如果A2《20%A1，則可判定樣品中含有 化或者用巧光光譜儀測試巧光分子探針溶液在發(fā)射波長為426nm時的巧光強度B1，再測 試樣品溶液在發(fā)射波長為426nm時的巧