一种钯离子荧光探针化合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种钯离子荧光探针化合物及其应用。本发明专利技术的钯离子荧光探针化合物Rd-TP(其结构式如式1所示)，其是一粒新型的反应型探针，钯离子的存在促进了罗丹明的开环，出现比色和荧光的变化，而且最终导致了探针的水解，这种识别机理在以前的报道中并未见过。本发明专利技术首次通过水解的方式对钯离子进行检测。本发明专利技术探针灵敏度高，在ppb级别能对钯离子进行识别，并且不受其他重金属离子干扰，可信度高，抗干扰能力强，并且稳定性好，具有优良的选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种钯离子荧光探针化合物及其应用
：本专利技术属于化合物检测领域，具体涉及一种钯离子荧光探针化合物及其应用，适用于环境污染样品中的检测，及其在生物体中的检测应用。
技术介绍
：钯元素被广泛应用于与人类生产生活相关的各种领域，随着科技的告诉发展，这种现象显得越来越剧烈。过去的几十年中，钯元素被广泛应用的同时，对环境也产生了巨大的污染。钯污染已经成为环境的第二大污染源，紧随第一大污染源镍之后。改革开放30年的发展，电子信息产业已经发展成为中国经济的重要产业。但电子产品造成的重金属钯污染严重，水质开始严重恶化。此外，大量汽车尾气中的钯元素，污染了公路周围的环境，雨水又会将其冲入河流水系统中，也是对水造成严重污染的原因。像汽车等动力机械的金属催化转化器，电子产品，石油精炼，化学生产催化剂等都是钯污染产生的主要场所。而利用快速、灵敏、廉价的荧光探针技术，随时监测河流土壤的钯离子污染，早期检测，早发现、早治理具有十分重大的意义。典型的钯检测分析方法包括原子吸收光谱法(AAS)，等离子发射光谱法(ICP-AES)，固相微萃取高效液相色谱法(SPME-HPLC)，X射线荧光光谱法等。但是，这些方法通常需要大型分析检测仪器，复杂的样品预处理过程，而且需要经过专门训练的人员操作，使得这些检测方法成本很高，难于普及应用，因此应用受到很大的限制。荧光分子探针检测技术兼备选择性专一、灵敏度高和快速便捷等优点，逐渐成为化学、环境科学及生命科学等众多领域中应用前景非常广泛的分析检测技术。作为重金属离子，钯通常对荧光团有较强的荧光淬灭作用，因此荧光增强型钯探针的设计存在一定的难度。关于荧光增强型钯探针的报道还是相对较少，最大的问题是，一些金属离子(Hg2+、Pb2+、Ag+等)会对探针有微弱的响应，干扰探针的专一性，还有一些探针对Pt2+有完全相似的响应。因此，能在生物应用中的钯离子探针的报道就更加稀少。
技术实现思路
：本专利技术的第一个目的是克服现有技术中的荧光分子探针在选择性和生物体内成像的不足，提供一种具有高灵敏度、良好的稳定性、优良的选择性和抗干扰能力强的钯离子荧光探针化合物Rd-TP。本专利技术的钯离子荧光探针化合物Rd-TP，其特征在于，其结构式如式1所示：本专利技术的第二个目的是提供上述钯离子荧光探针化合物Rd-TP在评估检测钯离子中的应用。所述的应用是评估检测环境水样和土壤样品中的钯残留以及生物体中的钯。如应用于生物体中荧光成像，分析钯元素对生命体的影响，将极大提高探针的应用价值，为钯元素对生命体生理和疾病的研究提供重要的帮助。本专利技术能够在对模式生物斑马鱼和大型溞进行荧光成像染色，分析荧光成像结果与生物体毒理的关系，发现生物体在胚胎前期时，卵膜对幼体的保护作用非常好，阻碍了钯离子的侵入。对孵出时间1天内的幼体与孵出时间5天内的幼体生物体比较发现，随着年龄的增长，生物体抵抗由钯离子皮肤渗透进入而产生的危害的能力越来越强。由探针染色实验推测，孵出时间在5天大小的生物体受到钯离子的影响主要是通过呼吸作用或吞食水进入食道中。并且本专利技术人通过钯离子对斑马鱼和大型溞的毒性试验验证了这个推测。本专利技术基于罗丹明为荧光母体染料，通过引入识别位点，不仅能够通过比色的方法检测钯离子的存在，而且还可以通过荧光的方法检测钯离子的存在，并且适合于检测低浓度的钯离子及其零价钯离子。本专利技术的钯离子荧光探针化合物Rd-TP，其是一粒新型的反应型探针，钯离子的存在促进了罗丹明的开环，而且最终导致了探针的水解，出现比色和荧光的变化，这种识别机理在以前的报道中并未见过。本专利技术首次通过水解的方式对钯离子进行检测。本专利技术探针灵敏度高，在ppb级别能对钯离子进行识别，并且不受其他重金属离子干扰，可信度高，抗干扰能力强，并且稳定性好，具有优良的选择性。附图说明：图1是10μM的钯离子荧光探针化合物Rd-TP，与各种金属阳离子存在下的干扰实验，图1a为钯离子荧光探针化合物Rd-TP与各种阳离子混合后的吸收曲线变化，从图中可以看出，只有钯离子有明显的增强变化；图1b为钯离子荧光探针化合物Rd-TP对各种阳离子的荧光曲线变化，只有钯离子有明显的增强变化。所选择的阳离子分别为：K+,Na+,Ag+,NH4+,Ca2+,Mg2+,Zn2+,Cd2+,Ba2+,Pb2+,Pd2+，Cu2+,Hg2+,Mn2+,Ni2+,Co2+,Pt2+Fe3+,Cr3+,Rh3+和Ru3+。钯离子荧光探针化合物Rd-TP的激发波长为520nm，探针发射波长为585nm。图2是用本专利技术的钯离子荧光探针化合物Rd-TP与ppb级浓度钯离子的荧光强度增强和浓度的线性关系图。钯离子荧光探针化合物Rd-TP的浓度为10μM，横坐标为钯离子浓度，纵坐标为荧光强度。图3是本专利技术的钯离子荧光探针化合物Rd-TP的光谱强度增强和钯离子浓度增加的关系图。钯离子荧光探针化合物Rd-TP的浓度是10μM，钯离子的浓度为从小到大顺序为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,20μM。3a为吸收变化，3b为荧光变化。图4是钯离子荧光探针化合物Rd-TP对不同类型和不同价态的钯的荧光变化，钯离子荧光探针化合物Rd-TP对PdCl2、Pd(OAc)2和Pd(PPh3)4都有荧光增强的效果。图5是钯离子荧光探针化合物Rd-TP(10μM)与钯离子(10μM)在乙醇和水(1:1,体积比)条件下荧光强度随时间的变化关系。图6是钯离子荧光探针化合物Rd-TP的荧光强度随不同pH值下的变化曲线，钯离子荧光探针化合物Rd-TP浓度为10μM，用氢氧化钠(1M)和盐酸(1M)调节pH滴定测试。图7是钯离子荧光探针化合物Rd-TP对不同浓度钯离子响应后的质谱测定，7a为钯离子荧光探针化合物Rd-TP与钯离子比为1:0.5时质谱结果，7b为钯离子荧光探针化合物Rd-TP与钯离子比为1:1.5时质谱结果，反应时间为5分钟。图8是钯离子荧光探针化合物Rd-TP(5μM)分别对浸泡在钯离子溶液(5μM)中的斑马鱼染色，8a、8b是对8a、8b新生斑马鱼胚胎染色，8c、8d是对斑马鱼胚胎后期染色，8e、8f是对1天年龄的斑马鱼染色，8g、8h是对5天年龄的斑马鱼在共聚焦显微镜下的染色成像，红色标线是100μm。图9是钯离子荧光探针化合物Rd-TP(5μM)分别对浸泡在钯离子溶液(5μM)中的大型溞染色，9a、9b是对新生的孵出时间1天内大型溞，9c、9d是孵出时间5天内大型溞的共聚焦显微镜下的染色成像，红色标线是500μm.图10是不同浓度Pd2+，对斑马鱼的72小时存活率的影响，10a为对孵出时间为1天年龄段斑马鱼的影响，10b为对孵出时间为5天年龄段斑马鱼的影响。图11是不同浓度Pd2+，对大型溞的72小时存活率的影响，11a为对1天年龄段大型溞的影响，11b为对5天年龄段大型溞的影响。具体实施方式：以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1：钯离子荧光探针化合物Rd-TP的合成方法：(1)中间体A的合成将罗丹明B(1.2g，2.5mmol)加入装有30ml乙醇的100ml单口烧瓶中。室温下剧烈搅拌，滴加80％的水合肼3ml(过量)，空气中回流反应2h，溶液颜色从深紫色先变为浅棕色，最后到浅粉红色。冷却到室温，减压蒸去本文档来自技高网...

【技术保护点】
钯离子荧光探针化合物Rd‑TP，其特征在于，其结构式如式1所示：

【技术特征摘要】
1.钯离子荧光探针化合物Rd-TP，其特征在于，其结构式如式1所示：2.权利要求1所述的钯离子荧光探针化合物Rd-TP在评估...

【专利技术属性】
技术研发人员：许玫英，刘飞，孙国萍，
申请(专利权)人：广东省微生物研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44