一种乙烯基醚类Hg制造技术

技术编号:19768224 阅读:18 留言:0更新日期:2018-12-15 05:53
本发明专利技术公开了一种乙烯基醚类Hg

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯基醚类Hg2+荧光探针及其制备方法和应用
本专利技术属于化学分析、生物分析检测
,主要涉及高选择性检测Hg2+的荧光探针
,具体涉及一种乙烯基醚类Hg2+荧光探针及其制备方法和应用。
技术介绍
汞是银白色液态金属,在自然界中主要以汞元素、无机汞、有机汞三种形式存在。汞及其化合物在化学工业、电子电器工业、医疗卫生产业等方面具有广泛用途,如气压表、温度计、日光灯、药物等。但汞作为一种广泛存在于各类环境介质中且具有严重生理毒性的重金属,其对环境和生物体具有较大的危害。汞单质在室温下会不断释放具有挥发性的汞蒸气,通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体后,会对中枢神经系统造成严重损害,从而导致一系列不良反应,如呕吐、腹泻、呼吸衰竭甚至死亡;无极汞盐易被转化为毒性更大的有机汞,有机汞可在水生生物体内积累并不断在食物链中富集,从而对人和自然界造成巨大伤害,最典型的例子就是发生在日本的‘水俣病’。由于其持久性、易迁移性和高度生物富集性,汞成为自然环境中毒性最强、污染性最大的重金属之一。因此,准确有效的测定环境和生物样品中汞离子的含量,对于生物科学、环境保护和医学方面都至关重要。迄今为止,对汞离子的检测方法主要包括原子吸收发射光谱法(AAS/AES)、电化学方法和感应耦合等离子体质谱分析(ICP-MS)法等,这些方法兼具灵敏度高和选择性好的优点,但因其检测速度慢、仪器价格昂贵、操作复杂等问题,限制了它们在汞离子定位检测上的应用。荧光分子检测技术是利用荧光探针与靶向分子发生特异性结合作用,释放可被检测的特征性荧光信号,实现粒子定向检测的分析手段,该技术与传统的化学传感器相比具有灵敏度高、快速准确、专一性强的特点,受到了研究人员的广泛关注。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是克服现有荧光探针技术在性能和结构上的不足之处而提供了一种乙烯基醚类Hg2+荧光探针及其制备方法,该方法是在Hg2+的催化作用下,乙烯基醚类化合物脱保护成醇类化合物,进而与氰基发生分子内环化反应生成具有强荧光性质的乙烯基醚类衍生物,通过选择性实验及反应前后荧光物理性质的不同,得出该类荧光探针对Hg2+具有极强的选择性和专一性,在生物和化学方面检测具有重要意义。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案,一种乙烯基醚类Hg2+荧光探针,其特征在于该荧光探针的结构式为:本专利技术所述的乙烯基醚类Hg2+荧光探针的制备方法,其特征在于具体步骤为:步骤S1:以丙酮为溶剂,在氮气保护下向反应容器中加入2-羟基-1-萘甲醛1和碳酸钾,再加入1,2-二溴乙烷后进行回流反应,反应至TLC检测原料反应完全后依次用水洗涤和乙酸乙酯萃取反应体系,将有机相用无水硫酸钠干燥后真空浓缩,再经柱色谱纯化得到化合物2;步骤S2:以二甲基亚砜为溶剂,在氮气保护下向反应容器中加入化合物2,于0℃滴加叔丁醇钾的二甲基亚砜溶液,于室温搅拌反应,反应至TLC检测原料反应完全后依次用水洗涤和乙酸乙酯萃取反应体系,将有机相用无水硫酸钠干燥后真空浓缩,再经柱色谱纯化得到化合物3;步骤S3:以无水乙醇为溶剂,在氮气保护下向反应容器中加入化合物3和2-(苯并[d]噻唑-2-基)乙腈,再滴加三乙胺后进行反应,反应至TLC检测原料反应完全后依次用水洗涤和乙酸乙酯萃取反应体系,将有机相用无水硫酸钠干燥后真空浓缩,再经柱色谱纯化得到目标产物乙烯基醚类Hg2+荧光探针PN1;合成过程中的反应方程式为:优选的,步骤S1中所述2-羟基-1-萘甲醛1、碳酸钾与二溴乙烷的投料摩尔比为1:1:5。优选的,步骤S2中所述化合物2与叔丁醇钾的投料摩尔比为1:1.2。优选的,步骤S3中所述化合物3与2-(苯并[d]噻唑-2-基)乙腈的投料摩尔比为1:2。本专利技术所述的乙烯基醚类Hg2+荧光探针在选择性检测分析水环境体系或生物细胞体系中Hg2+的应用。优选的,所述乙烯基醚类Hg2+荧光探针用于待测样品溶液中Hg2+浓度的检测,其特征在于具体过程为:以二甲基亚砜为溶剂配制摩尔浓度为0.01mmol/L的乙烯基醚类Hg2+荧光探针标准液,以PBS缓冲液为溶剂配制不同浓度的Hg2+储备液,将20μL乙烯基醚类Hg2+荧光探针标准溶液分别与2mL不同浓度的Hg2+储备液混合,静置1h后测量混合液在波长为480nm处的荧光发射强度,再以Hg2+浓度为横坐标,荧光发射强度为纵坐标绘制标准曲线并得到荧光发射强度与Hg2+浓度标准曲线方程;将20μL乙烯基醚类Hg2+荧光探针标准溶液与2mL待测样品溶液混合,静置1h后测量混合液在波长为480nm处的荧光发射强度,再将该荧光发射强度代入荧光发射强度与Hg2+浓度标准曲线方程计算得到待测样品溶液中Hg2+浓度,所述PBS缓冲液的pH=6~8,荧光光谱测定条件为激发狭缝宽度Ex=10.0nm,发射狭缝宽度Em=10.0nm,激发波长426nm,响应时间1s。优选的,所述乙烯基醚类Hg2+荧光探针在0.1~5μmol/LHg2+浓度范围内,表现出较明显的光谱响应效应,能够定量检测该浓度范围内Hg2+含量。优选的,所述PBS缓冲液的pH=7.2。优选的,所述乙烯基醚类Hg2+荧光探针用于细胞内Hg2+的检测和细胞成像,其特征在于具体过程为:将人宫颈癌细胞用PBS缓冲溶液润洗后用1×10-6mol/L的乙烯基醚类Hg2+荧光探针溶液在室温下培养30min,再将宫颈癌细胞用5×10-6mol/L的HgCl2的PBS缓冲溶液于室温下培养30min,然后用OlympusFV1000激光共焦显微镜观察共焦荧光成像。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果:1、本专利技术制得的乙烯基醚类Hg2+荧光探针可高选择性识别Hg2+,且常见的共存金属离子对其没有干扰;2、本专利技术制得的乙烯基醚类Hg2+荧光探针具有良好的水溶性、生物相容性以及膜穿透性,可用于细胞内Hg2+的检测和细胞成像;3、本专利技术制得的乙烯基醚类Hg2+荧光探针在0.1~5μmol/LHg2+浓度范围内,表现出较明显的光谱响应效应,能够定量检测该浓度范围内Hg2+含量;4、本专利技术制得的乙烯基醚类Hg2+荧光探针为反应型探针,专一性强且灵敏度高,可在生理环境下应用,具有生物荧光成像的前景;5、本专利技术制备乙烯基醚类Hg2+荧光探针的步骤简单,产率较高,具有较好的商业化应用价值。附图说明图1为荧光探针PN1加入Hg2+前(a)后(b)的荧光光谱图;图2为荧光探针PN1对不同金属离子的选择性识别曲线;图3为共存离子对荧光探针PN1选择性识别Hg2+的影响图;图4为荧光探针PN1对不同浓度Hg2+的荧光滴定光谱曲线;图5为λ=480nm处荧光探针PN1对Hg2+的工作曲线图;图6为荧光探针PN1对Hela细胞中Hg2+的荧光成像图,荧光探针浓度为1μM,Hg2+浓度为5μM。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明,但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1化合物2的合成在氮气保护下将化合物1(2-羟基-1-萘甲醛,500mg,2.9mmol)和碳酸钾(400mg,2.9mmol)置于50mL圆底烧瓶中,用10mL丙酮溶解,再加入1,2-二溴乙烷(1.3mL,1本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种乙烯基醚类Hg2+荧光探针,其特征在于该荧光探针的结构式为:

【技术特征摘要】
1.一种乙烯基醚类Hg2+荧光探针,其特征在于该荧光探针的结构式为:2.一种权利要求1所述的乙烯基醚类Hg2+荧光探针的制备方法,其特征在于具体步骤为:步骤S1:以丙酮为溶剂,在氮气保护下向反应容器中加入2-羟基-1-萘甲醛1和碳酸钾,再加入1,2-二溴乙烷后进行回流反应,反应至TLC检测原料反应完全后依次用水洗涤和乙酸乙酯萃取反应体系,将有机相用无水硫酸钠干燥后真空浓缩,再经柱色谱纯化得到化合物2;步骤S2:以二甲基亚砜为溶剂,在氮气保护下向反应容器中加入化合物2,于0℃滴加叔丁醇钾的二甲基亚砜溶液,于室温搅拌反应,反应至TLC检测原料反应完全后依次用水洗涤和乙酸乙酯萃取反应体系,将有机相用无水硫酸钠干燥后真空浓缩,再经柱色谱纯化得到化合物3;步骤S3:以无水乙醇为溶剂,在氮气保护下向反应容器中加入化合物3和2-(苯并[d]噻唑-2-基)乙腈,再滴加三乙胺后进行反应,反应至TLC检测原料反应完全后依次用水洗涤和乙酸乙酯萃取反应体系,将有机相用无水硫酸钠干燥后真空浓缩,再经柱色谱纯化得到目标产物乙烯基醚类Hg2+荧光探针PN1;合成过程中的反应方程式为:3.根据权利要求2所述的乙烯基醚类Hg2+荧光探针的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述2-羟基-1-萘甲醛1、碳酸钾与二溴乙烷的投料摩尔比为1:1:5。4.根据权利要求2所述的乙烯基醚类Hg2+荧光探针的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述化合物2与叔丁醇钾的投料摩尔比为1:1.2。5.根据权利要求2所述的乙烯基醚类Hg2+荧光探针的制备方法,其特征在于:步骤S3中所述化合物3与2-(苯并[d]噻唑-2-基)乙腈的投料摩尔比为1:2。6.一种权利要求1所述的乙烯基醚类Hg2+荧光探针在选择性检测分析水环境体系或生物细胞体系中Hg2+的应用。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:毕晶晶梁榕时蕾张贵生郝玉伟
申请(专利权)人:河南师范大学
类型:发明
国别省市:河南,41

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