一种水溶性Hg制造技术

本发明专利技术属于生物检测领域，具体涉及一种水溶性Hg2+荧光探针及其制备方法，其结构式如图所示，包括灵敏度高、光稳定性好、荧光量子产率高、波长长的罗丹明荧光团，水溶性好的葡萄糖，在一定条件下一定量的罗丹明内酰胺与葡萄糖发生缩合反应得到水溶性荧光探针，此合成过程原料简单易得、反应条件温和、操作简单，同时所得水溶性Hg2+荧光探针能够在水环境下快速检测生物细胞内物质。

A water-soluble Hg

The invention belongs to the field of biological detection, in particular relates to a water-soluble Hg2+ fluorescent probe and a preparation method thereof. The structure of the probe is shown in the figure, including Rhodamine Fluorescent group with high sensitivity, good light stability, high fluorescence quantum yield, long wavelength, Water-Soluble Glucose and a certain amount of rhodamine lactam under certain conditions. A water-soluble fluorescent probe was synthesized by condensation reaction with glucose. The synthesized fluorescent probe has the advantages of simple raw materials, mild reaction conditions and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性Hg2+荧光探针及其制备方法
本专利技术属于生物检测领域，具体涉及一种水溶性Hg2+荧光探针及其制备方法。
技术介绍
汞是一种典型的重金属离子，具有极强的毒性，可造成生物神经系统的永久性损伤。环境中的汞在空气中被氧化成水溶性的二价汞离子，汞离子一旦进入水环境，就会被细菌类微生物转化为有机的甲基汞，并在生物体内(如鱼类)快速积累从而进入食物链。甲基汞破坏人的神经系统，引起大脑受损、认知和运动紊乱等，震惊世界的“水俣病”就是有机汞中毒的一种类型。因此寻找可在水溶液环境中检测汞离子的快速、简单、灵敏的检测方法，对水体环境中重金属的检测具有重要意义。目前检测汞元素的主要方法有：高效液相色谱法，质谱法，原子吸收光谱法，等离子体感应光谱法，原子发射光谱法，电化学传感，双硫腙比色法等，但是这些方法比较昂贵，专业性强，耗时而且操作复杂。荧光法应用合适的探针可以对目标物实现高效、“裸眼”检测，无损耗，同时对目标物进行定性和定量分析。目前具有不同激发和发射波长的荧光团被用作化学检测器的信号接受者，例如香豆素，芘，1,8-萘二甲酰胺，罗丹明，花菁类，BODIPY类等。其中以罗丹明为荧光基团构建的荧光探针，由于其优异的荧光性能和良好的可修饰性，目前已成为最受关注的荧光探针之一。罗丹明是一类属于呫吨类的荧光染料，其结构如图A为氧蒽杂环结构，B为罗丹明染料。由于其具有优越的光物理性能，如高摩尔消光系数，光稳定性好，荧光量子产率高，发射波长长等优点，使得其得到了广泛的应用。自1905年Noelting和Dziewonsky首次报道合成了罗丹明类化合物(Noelting,E.；Dziewonski,K.TotheknowledgeoftheRhodamine[J].Ber.DtschChem.Ges.,1905,38,3516-3527.)，此后罗丹明类化合物便广泛应用于各领域。自1997年Czarnik等报道了首个基于罗丹明内酰胺螺环off-on机理的Cu2+探针(DujolsVirginieFord,FrancisCzarnik,AnthonyW.ALong-WavelengthFluorescentChemodosimeterSelectiveforCu(II)IoninWater[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,1997,119(31):7386-7387.)后，罗丹明荧光探针的设计与合成便引起了广大化学家的注意。罗丹明内酰胺或內酰酯衍生物是无荧光和无色的，而当螺环打开时便会产生强烈的荧光和红色。从此罗丹明类荧光探针根据off-on原理在细胞生物学，环境化学，药理学，分析化学等领域得到了广泛的应用。目前大多数罗丹明汞离子荧光探针的设计是基于罗丹明内酰胺螺环off-on机理，但是其通常存在水溶性较差，即生物相容性较差，不利于应用至生物细胞成像。如专利号CN201510892168.2公开了一种基于含双碳硫键结构罗丹明的Hg2+荧光探针及其制备方法与应用。通过紫外-可见分光光度计与荧光分光光度计研究了探针在CH3OH-H2O溶液中与金属离子的识别特性。结果表明：探针对Hg2+具有高效专一的选择性，具有较强的抗金属阳离子和阴离子干扰能力，并能通过溶液颜色变化实现对汞离子的裸眼识别，但是所述探针应用CH3OH的水溶液进行检测分析，甲醇对生物细胞具有毒性，因此其生物相容性较差。专利号CN201310409868.2公开了一种新型罗丹明类荧光探针，所述探针以罗丹明B(RhB)为原料，用二元胺修饰改性RhB制备罗丹明内酰胺，进而与马来酸酐(MAH)和金刚烷胺反应，制备得到罗丹明类荧光探针，其结构中含有可与金属离子发生作用的多个胺基功能团和可与Hg2+作用的碳碳双键。螺旋状罗丹明内酰胺化合物在与重金属粒子结合后，内酰胺氮原子的质子化将导致氮原子电荷密度减少，从而引发螺旋中心C-N键的开裂，产生荧光变化和颜色变化，但是所得探针对水溶液中汞离子和铁离子都具有较好的识别能力，检测时易造成干扰，不具有专一性。因此，为了克服备仪器比较昂贵、专业性强、耗时而且操作复杂等问题和荧光探针生物相容性较差、专一性差、灵敏度低、易受其他金属离子干扰等问题，设计合成一种水溶性Hg2+荧光探针具有重要的意义。
技术实现思路
为了解决荧光探针存在选择性差、生物相容性较差、专一性差等问题，本专利技术提供一种水溶性Hg2+荧光探针及其制备方法。一种水溶性Hg2+荧光探针，其反应方程式如图1所示。进一步的，水溶性Hg2+荧光探针结构式中基团R1、R2、R3、R4为H，或基团R1与R2为CH3、基团R3与R4为H，或基团R1与R2为C2H5、基团R3与R4为H，或基团R1为C2H5、基团R2与R3为H、基团R4为CH3。进一步的，水溶性Hg2+荧光探针结构式中n为0，2，3，...n。进一步的，制备上述水溶性Hg2+荧光探针，其合成方法如下：步骤一：合成罗丹明内酰胺中间体，称取2-3g罗丹明染料，将其溶于有机溶剂，接着将硫胺类化合物溶液逐滴加入到罗丹明染料溶液中，加热至50-60℃，回流反应2-7h后得到罗丹明内酰胺中间体；步骤二：合成水溶性Hg2+荧光探针，称取1-2mmol罗丹明内硫酰胺，将其溶于有机溶剂，接着将葡萄糖溶液逐滴加入到罗丹明内硫酰胺溶液中，加热至60-85℃，回流，薄层层析跟踪至反应结束，反应结束后通过柱层析分离纯化得到水溶性荧光探针。进一步的，有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈。进一步的，罗丹明内酰胺与葡萄糖的摩尔比为1:1.0-2.0。进一步的，合成目标化合物的反应温度为80℃。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1：150-200。本专利技术基于罗丹明染料和葡萄糖具有较好的水溶性，设计出一种特殊结构的水溶性Hg2+荧光探针。一定量的罗丹明内酰胺与葡萄糖在一定条件下发生缩合反应得到水溶性Hg2+荧光探针，合成过程原料简单易得、反应条件温和、操作简单，同时所得水溶性Hg2+荧光探针能够在水环境下快速检测生物细胞内物质。附图说明图1为水溶性Hg2+荧光探针的结构式；图2为水溶性Hg2+荧光探针对金属离子选择性的荧光发射光谱图；图3为水溶性Hg2+荧光探针在不同水溶剂中的紫外可见吸收光谱图；图4为水溶性Hg2+荧光探针对不同汞离子浓度的荧光发射光谱图；图5为水溶性Hg2+荧光探针的荧光线性范围。具体实施方式如图1所示，一种水溶性Hg2+荧光探针，具体实施方案如下：实施例一一种罗丹明110Hg2+荧光探针，基团R1、R2、R3、R4为H，n为2的罗丹明110Hg2+荧光探针。一种罗丹明110Hg2++荧光探针的合成方法，制备上述的罗丹明110Hg2++荧光探针，其合成方法如下：合成罗丹明110内硫酰胺中间体：称取2g罗丹明110染料，将其溶于乙醇溶剂，接着将乙硫胺溶液逐滴加入到罗丹明110溶液中，加热至50℃，回流反应6h，反应过程中溶液由枣红色变成橙黄色，得到罗丹明110内硫酰胺中间体；合成罗丹明110Hg2+荧光探针：取1mmol罗丹明110内硫酰胺，将其溶于乙醇溶剂，接着将1.2mmol葡萄糖溶液逐滴加入到罗丹明110内硫酰胺溶液中，加热至80℃，回流，薄层层析跟踪至反应结束，反应结束后通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶性Hg2+荧光探针，其特征在于：水溶性Hg2+荧光探针结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种水溶性Hg2+荧光探针，其特征在于：水溶性Hg2+荧光探针结构式如下所示：2.根据权利要求1所述水溶性Hg2+荧光探针，其特征在于：所述水溶性Hg2+荧光探针结构式中基团R1、R2、R3、R4为H，或基团R1与R2为CH3、基团R3与R4为H，或基团R1与R2为C2H5、基团R3与R4为H，或基团R1为C2H5、基团R2与R3为H、基团R4为CH3。3.根据权利要求1所述水溶性Hg2+荧光探针，其特征在于：所述水溶性Cu2+荧光探针结构式中n为0，2，3，...n。4.一种水溶性Hg2+荧光探针的合成方法，其特征在于，制备权利要求1所述的水溶性Hg2+荧光探针，其合成方法如下：步骤一：合成罗丹明内硫酰胺中间体，称取2-3g罗丹明染料，将其溶于有机溶剂，接着将硫胺类化合物溶液逐滴加入到罗丹明染料溶液中，加热至50-60℃，回流反应2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金玲，陈登龙，白欣，陈嘉炼，刘志鹏，
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