一种检测Bi制造技术

本发明专利技术属于荧光探针材料及其制备领域，具体涉及一种检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针及其制备方法，其结构式如图所示，应用罗丹明染料和脲通过一步缩合反应制得检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针，所述探针的合成步骤简单、一步反应、易操作，而且对铋离子具有很好的选择性，对K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cd2+、Mn2+、Fe3+、Cu2+、Pb2+等金属离子具有很好的抗干扰能力，而且检测灵敏度高、分辨时间短，可应用于环境水体样品、活细胞内的铋离子检测，具有广泛应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针及其制备方法
本专利技术属于荧光探针材料及其制备领域，具体涉及一种检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针及其制备方法。
技术介绍
铋位于元素周期表第六周期第VA族，处于金属和非金属的交界处，是一种无毒性的元素，其作为相对原子质量较大的化学性质稳定元素，在自然界中多以游离金属和矿物质形态存在，其在工业生产中常用于制造易溶合金，被认为是最安全的绿色金属。化合态铋也被广泛应用于医学领域中肠胃病和皮肤损伤的治疗。同时研究发现，如果长期服用含铋药物，会导致金属元素大量沉积于脑部和肾脏中，从而引发各种相关病理变化，如尿毒症、记忆力衰减、肝功能疾病等。金属离子的检测方法经历了从传统分析方法到仪器分析方法，从单一的检测手段到多种技术相结合的发展过程。目前常用的检测铋离子的方法有：火焰原子吸收光谱、电热原子吸收光谱、原子发射光谱、原子荧光光谱、分子光谱法、X-射线荧光光谱等，但这些方法专业性强，耗时而且操作复杂，仪器成本高，而且对样品有破坏性，不适用于生物样品和生物体系的原位检测。荧光法具有灵敏度高、专一性强、无损伤，可以对目标物实现高效、“裸眼”检测，同时对目标物进行定性和定量分析。目前已报道的罗丹明类荧光探针检测Bi3+的文献仍然缺乏，基于off-on机理的探针更少。如专利号为CN201410247133.9公开了一种检测三价铋离子的对称双罗丹明荧光探针及其制备方法和用途，通过三价铋离子的络合诱导使罗丹明发生螺环的开环，使得探针分子发生颜色变化和荧光信号的增强，所述的对称双罗丹明荧光探针用于溶液体系中三价铋离子的检测、生物活细胞和活组织内的三价铋离子的分析检测和荧光成像检测或医学上对于三价铋离子的检测。专利号CN201610255292.2公开了一种利用罗丹明类荧光探针检测铋离子的方法，利用罗丹明类荧光探针配制探针溶液，在铋离子待测液中加入所述的探针溶液，利用溶剂定容，静置一段时间后，检测荧光强度，根据荧光强度与铋离子浓度关系，确定铋离子待测液中铋离子的含量。本专利技术中的功能性活性染料对铋离子有很好的选择性，在污水处理应用中不仅方便而且具有较好的使用效果，但是所述探针受铬离子的影响。专利号CN201710372630.5公开了一种比色和荧光双响应型铋离子检测探针，具有以下化学式组成：本专利技术还公开了比色和荧光双响应型铋离子检测探针的制备方法，步骤1、将罗丹明6G与乙二胺反应制备罗丹明6G乙二胺中间体；步骤2、将步骤1得到的罗丹明6G乙二胺中间体与均苯四甲酸酐发生双分子胺解反应，得到中心对称的探针分子产物；步骤3、将步骤2得到的探针分子产物经过滤，然后采用有机溶剂重结晶得到淡红色固体探针分子，即比色和荧光双响应型铋离子检测探针，本专利技术解决了现有技术中Bi3+检测技术存在的空白，提供一种具有选择性好、灵敏度高、响应速度快等特点的有机小分子类Bi3+比色/荧光探针，但是所述探针的合成步骤繁琐。因此为了解决仪器成本高、专业性强、耗时、操作复杂，而且对样品有破坏性，不适用于生物样品和生物体系的原位检测等问题和荧光探针抗干扰能力差，合成步骤繁琐等问题，同时补充检测铋离子荧光探针的不足，设计合成一种检测铋离子的罗丹明荧光探针具有重要的意义。
技术实现思路
为了解决荧光探针抗干扰能力差、合成步骤繁琐等问题，本专利技术提供一种检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针及其制备方法，其反应方程式式如图1所示。进一步的，检测Bi3+的对称双罗丹明荧光探针结构式中基团R1、R2、R3、R4均为H，或基团R1、R2、R3或R4选自氢、1-5个碳原子烷基。进一步的，制备上述检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针，其合成方法如下：称取1-2mmol罗丹明染料，将其溶于有机溶剂，分别加入缚酸剂和溶于有机溶剂的硫脲溶液，加热，回流，TLC监测至原料点不在变化，冷却，旋干，无机溶液水洗，有机溶液萃取，干燥剂干燥，柱层析分离纯化得到检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针。进一步的，有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、乙腈、THF。进一步的，缚酸剂为三乙胺或吡啶。进一步的，罗丹明染料、硫脲、缚酸剂的摩尔比为1:0.5-0.8:1.0-1.3。进一步的，无机溶液为5％Na2CO3溶液。进一步的，萃取有机溶液为CHCl3溶液。进一步的，干燥剂为无水MgSO4。进一步的，柱层析分离纯化溶剂为乙醇与二氯甲烷，其体积比为1：180-230。本专利技术应用罗丹明染料和脲通过一步缩合反应制得一种检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针，所述探针的合成步骤简单、一步反应、易操作，而且对铋离子具有很好的选择性，对K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cd2+、Mn2+、Fe3+、Cu2+、Pb2+等金属离子具有很好的抗干扰能力，检测灵敏度高，分辨时间短，可应用于环境水体样品、活细胞内的铋离子检测，具有广泛应用前景。附图说明图1为检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针的反应方程式；图2为检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针对金属离子选择性的荧光发射光谱图；图3为检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针对3eq的Bi3+和5eq其它干扰离子的荧光发射光谱图；图4为检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针对不同Bi3+浓度的荧光发射光谱图；图5为检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针的荧光线性范围；图6为检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针可逆性测试的荧光发射光谱图。具体实施方式如图1所示，合成检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针，具体方案如下：实施例一在100mL的三颈圆底烧瓶中加入罗丹明B1.0g(2.09mmol)，无水乙醇15mL，搅拌至罗丹明B完全溶解后，加入0.5mL三乙胺，接着将溶于10mL无水乙醇的脲0.0752g(1.25mmol)缓慢滴加到上述的罗丹明B乙醇溶液，加热至65℃，TLC监测至原料点不在变化，冷却到室温，旋干，用5％Na2CO3溶液水洗，CHCl3溶液萃取，无水MgSO4干燥，用中性氧化铝柱层析(乙醇：二氯甲烷＝1:200)，得到检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针。实施例二如图2所示，往探针溶液中分别加入5倍当量的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cd2+、Mn2+、Fe3+、Cu2+、Pb2+离子时，探针溶液为无色，在580nm处荧光强度也没有发生变化，可见探针保持原来的结构，能够稳定存在于这些溶液体系中。当探针溶液中加入Bi3+后，溶液由无色变为红色，在580nm处荧光强度明显增强，出现一个强的发射峰。这是由于Bi3+与探针反应使得罗丹明的螺环打开，产生荧光发射。实施例三如图3所示，以最大发射峰位置的荧光强度为纵坐标，金属离子为横坐标，首先往探针溶液中分别加入5倍当量的干扰离子(K+、Na+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cd2+、Mn2+、Cu2+、Pb2+)，再加入3倍当量的Bi3+，溶液从无色状态马上变为红色，测试其荧光强度，由图可知，在其他干扰离子的存在下，探针对Bi3+仍具有很好的识别能力。实施例四如图4和图5所示，配制10份5mL的5μM探针溶液，分别加入0-50μM的铋离子，进行荧光检测(λEx＝520nm)，计算各体系中荧光强度，通过分析580nm处的荧光强度与Bi3+浓度的关系，评估探针对Bi3+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针，其特征在于：所述检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针，其特征在于：所述检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针结构式如下所示：2.根据权利要求1所述检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针，其特征在于：所述检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针结构式中基团R1、R2、R3、R4均为H，或基团R1、R2、R3或R4选自氢、1-5个碳原子烷基。3.一种检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针的合成方法，其特征在于：制备权利要求1所述的检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针，其合成方法如下：称取1-2mmol罗丹明染料，将其溶于有机溶剂，分别加入缚酸剂和溶于有机溶剂的硫脲溶液，加热，回流，TLC监测至原料点不在变化，冷却，旋干，无机溶液水洗，有机溶液萃取，干燥剂干燥，柱层析分离纯化得到检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针。4.根据权利要求3所述检测Bi3+的对称双罗丹明基荧光探针的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈登龙，刘志鹏，白欣，刘金玲，陈嘉炼，陈敏，
申请(专利权)人：福建师范大学泉港石化研究院，
类型：发明
国别省市：福建,35