一种甲醛荧光探针及其制备方法、应用技术

本发明专利技术涉及一种甲醛荧光探针其制备方法、应用，属于分析化学技术领域。本发明专利技术的甲醛荧光探针，是一种具有双发射带的比率型荧光探针。其激发波长为318nm；随甲醛浓度的升高，其在359nm处的荧光峰值逐渐降低，同时在451nm处产生一个新的发射带并且荧光峰值逐渐增强。本发明专利技术的甲醛荧光探针，能抗乙醛、乙二醛、甲基乙二醛、苯甲醛、丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、精氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽和葡萄糖的干扰。检测准确性高；灵敏度高；抗干扰能力强。另外，本发明专利技术的甲醛荧光探针还能检测生物样品（细胞环境）中的甲醛，现了在活细胞水平中甲醛的荧光成像，具有潜在的实际应用价值。而本发明专利技术的甲醛荧光探针的合成只需通过一步反应，方法简单，产率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甲醛荧光探针其制备方法、应用，属于分析化学

技术介绍
近年来，检测具有活性羰基的物质受到了广泛关注，比如一氧化碳、乙二醛、甲基 乙二醛和丙烯醛等。醛类物质是人体新陈代谢过程的产物，通常被认为是对人体有毒的。 那是因为羰基具有较高活性，能与蛋白质和DNA末端的氨基反应，破坏其原有的生物活性， 已被证明醛类物质与糖尿病、心血管病、脑梗塞、肝脏疾病和癌症等疾病有关。甲醛作为最 简单的醛，它不但可以通过自然活动和人类生产活动产生，也可以在生物体内通过去甲基 化酶和氧化酶催化产生，比如氨基脲敏感胺氧化酶（SSA0)和赖氨酸特异性组蛋白去甲基化 酶1 (LSD1)。人体内正常水平浓度的甲醛起着重要作用，与空间记忆和认知能力的形成紧 密相关。然而，当甲醛浓度高于正常水平时，会引起一些疾病的发生，例如心脏病、阿兹海默 症、癌症等。因此，检测生理环境的甲醛可能对与甲醛相关的病理研究有帮助，是一项非常 重要和有实际意义的工作。 荧光分析法具有特异选择性、实时在线检测和对生物样品非侵入检测等其他传统 检测方法而不具备的优点而备受关注。荧光分析法是通过荧光探针与特定目标分析物作 用，检测其荧光信号变化的一种检测方法。以在检测过程中产生的发射带数量来分，荧光 探针通常分为两类，一类是只有单发射带的荧光增强型或淬灭型荧光探针，其荧光信号的 强度通常与探针浓度、探针所处环境、检测仪器等因素有关，因此其检测的准确性会受到影 响；另一类是具有双发射带的比率型荧光探针，可以通过检测其比值信号来消除以上因素 所带来的实验误差，因此这类荧光探针在荧光分析法中更具有准确性。而目前报道的甲醛 荧光探针都是基于第一类的增强型荧光探针，还没有比率型甲醛探针被报道。所以开发具 有比值荧光信号的甲醛探针还需进一步探索和研究。
技术实现思路
针对目前甲醛荧光探针检测甲醛时所面临的"检测准确性容易受探针浓度、探针 所处环境、检测仪器影响"的现状，本专利技术通过分子设计，合成出一种具有双发射带的比率 型甲醛荧光探针，我们将其命名为RFFP;并进一步提供了RFFP的制备方法和应用。 技术方案 一种甲醛荧光探针，其分子式为：C14H15N0 ;其结构式如下： 本专利技术的甲醛荧光探针，是一种具有双发射带的比率型荧光探针。其激发波长为 318nm;随甲醛浓度的升高，其在359nm处的荧光峰值逐渐降低，同时在451nm处产生一 个新的发射带并且荧光峰值逐渐增强。其在451nm处的荧光强度与359nm处的荧光强度 比值（1451/1359)，随甲醛浓度的升高而增强；当甲醛浓度是醛荧光探针浓度的300倍时，I451/ ^359-53〇本专利技术的甲醛荧光探针，随着时间增加，451nm处的荧光强度与359nm处的荧光 强度比值（1451/1359)逐渐变大，并且在200分钟左右达到最大值。本专利技术的甲醛荧光探针，能抗乙醛、乙二醛、甲基乙二醛、苯甲醛、丙氨酸、甘氨酸、 丝氨酸、精氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽和葡萄糖的干扰。所以，本专利技术还提供了上述甲醛荧光探针的应用，用于检测甲醛。包括用于检测水 环境中的甲醛和生物样品的甲醛。 上述应用，具体方法为：采用荧光光谱仪，通过甲醛荧光探针的荧光光谱变化来检 测水环境中的甲醛；或者，采用共聚焦显微镜，通过观察甲醛荧光探针的荧光成像图的变化 来检测生物样品中的甲醛。所述生物样品，可以是活细胞。 上述应用，采用荧光光谱仪，激发波长为318nm;随甲醛浓度的升高，荧光光谱在 359nm处的荧光峰值逐渐降低，同时在451nm处产生一个新的发射带并且荧光峰值逐渐增 强。 上述应用，采用共聚焦显微镜，激发光源为汞灯，分别收集蓝色和绿色频道荧光； 随着甲醛浓度的增加，蓝色频道荧光逐渐减弱，同时绿色频道荧光逐渐增强。 上述的甲醛荧光探针的合成路线如下： 上述甲醛荧光探针的制备方法： 将6-羟基-2-萘甲醛的甲醇溶液和质量分数为25%的氨水混合，在冰浴条件下搅拌 30-60分钟；然后加入烯丙基硼酸频哪醇酯，撤去冰浴，在搅拌条件下反应10小时以上；除 去溶剂，得广品。优选的，除去溶剂采用的方法为减压蒸馏。优选的，可以采用硅胶层析柱对产品进行纯化。本专利技术甲醛荧光探针，检测准确性不容易受探针浓度、探针所处环境、检测仪器影 响，准确性高；所能检测到的甲醛的最低浓度为5. 53X10 5mmol/L，灵敏度高；抗干扰能 力强，实现了在水溶液中对甲醛的高选择性检测；不仅能检测水环境中的甲醛，还能检测生 物样品(细胞环境）中的甲醛，现了在活细胞水平中甲醛的荧光成像，具有潜在的实际应用 价值。本专利技术的甲醛荧光探针的合成只需通过一步反应完成：其制备方法简单，并且产率较 尚。【附图说明】 图1是实施例1中探针RFFP的1HNMR图谱； 图2是实施例1中探针RFFP的13CNMR图谱； 图3是实施例2中探针RFFP随不同量甲醛的加入，荧光谱图的变化情况；图中，在359 nm处的荧光峰值，从上至下，依次为在甲醛浓度为0、0.ΟΚΟ. 05、0. 10、0. 15、0. 20、0. 25、 0· 30、0· 40、0· 50、0· 60、0· 80、L00、L50、2· 00、3· 00mmol/L中探针RFFP的荧光光谱；在 451nm处的荧光峰值，从下至上，依次为在甲醛浓度为0、0. 01、0. 05、0. 10、0. 15、0. 20、 0· 25、0· 30、0· 40、0· 50、0· 60、0· 80、1· 00、1· 50、2· 00、3· 00mmol/L中探针RFFP的荧光光 谱； 图4是实施例2中探针RFFP荧光强度比值（I451/1359)与不同量甲醛的线性关系图；图 中，从左往右，甲醛浓度依次为〇· 20、0· 25、0· 30、0· 40、0· 50、0· 60、0· 80、1· 00、1· 50、2· 00、 3.00mmol/L； 图5是实施例3中探针RFFP与甲醛随时间变化的点状荧光数据图； 图6是实施例4中探针RFFP对不同干扰分析物的选择性柱状荧光数据图；图中，1，空 白；2,甲醛；3,乙醛；4,甲基乙二醛；5,乙二醛；6,苯甲醛；7,丙氨酸；8,甘氨酸；9,丝氨酸； 10,精氨酸；11，半胱氨酸；12,谷胱甘肽；13,葡萄糖；14,双氧水； 图7是实施例5中探针RFFP与细胞中甲醛响应的荧光成像图；图中，加入10μΜ探针RFFP孵育30分钟后的荧光成像（a-d)，随后加入1mm〇l/L(e-h)或者3mm〇l/L(i-l)甲 醛继续培育2小时后的荧光成像；(a，e，i)，明场成像；(b，f，j)，蓝色通道荧光成像图； (c，g，k)，绿色通道荧光成像；（d，h，k)，比值图像(绿/蓝）；标尺为25微米。【具体实施方式】 实施例1:化合物RFFP的合成：将86mg6-羟基-2-萘甲醛（0.5mmol)浴觯十5mL甲醇中，在冰浴条仵卜，加入378μL质量分数为25%的氨水（5mmol)并持续搅拌30分钟。随后加入101mg烯丙基硼酸频 哪醇酯（0.6mmol)，撤去冰浴并继续搅拌反应过夜（10h以上）。反应完后，将反应液通过 减压旋转蒸发仪除去溶剂得到粗产品，并用硅胶（200-300目）层析柱，以体积比为10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醛荧光探针，其分子式为：C14H15NO；其结构式如下:。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟英，何隆薇，杨雪玲，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37