一类对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物及其荧光传感薄膜的制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一类对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物及其荧光传感薄膜的制备和应用，属于荧光化合物制备技术领域。该荧光化合物中含有胆固醇片段和苝酐单元，胆固醇片段具有刚性骨架、多手性中心及强的范德华作用等优点，苝酐具有高的荧光量子产率，良好的光化学稳定性和强的π‑π堆积作用，这些构筑单元使制备得到的荧光化合物同时具有超分子特性和极为丰富的组装行为。本发明专利技术制备的传感薄膜微观形貌可控，且光化学稳定性好，灵敏度高，并可重复使用。对实现肺癌病人的早期诊断有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于荧光化合物的制备及其传感薄膜制备
，具体涉及一类对苯胺、邻甲苯胺等芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物及荧光传感薄膜的制备和应用。
技术介绍
肺癌是常见癌症，致死率很高，研究发现其早期诊断对于肺癌治疗极为关键。然而，现有技术无法满足，其早期诊断只能依靠定期的健康检查。在研究中发现，肺癌患者，包括早期患者的呼气中常常含有较健康人更高水平的苯胺、邻甲苯胺等芳胺气体，该两类芳胺气体也是公认的肺癌标识物。除此之外，苯胺、邻甲苯胺等芳胺类有机胺同时也大量存在于废水、汽车尾气以及工业废料中，严重影响人类的健康发展。因此，发展可靠、高灵敏气相芳胺检测材料和方法对于肺癌早期诊断以及环境监测方面都具有十分重要的意义。目前，芳胺气相检测方法主要包括色谱法、光度法等。然而，这些方法往往存在样品预处理复杂、仪器设备也比较昂贵，难以实现实时在线测量等问题。因此，近年来化学传感器的研制受到了极大的关注，这主要是由于：1)此类传感器检测灵敏度高、选择性好；2)可检测对象丰富。包括金属离子、阴离子、中性分子等在内几乎所有化学物质都可经由荧光方法测定。与液相传感器相比较，将荧光报告基团固定到固体基片表面所得到的薄膜荧光传感具有可重复使用、易于器件化等优点。因此，针对芳胺的气相检测，发展高性能荧光薄膜传感器具有特别的意义。虽然芳胺检测越来越受到人们的关注，但是在目前所报道的传感体系中，灵敏度、选择性均很难满足实际检测的需要。因此亟待研制高选择性、高灵敏度芳胺传感材料，以实现对肺癌的早期诊断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一类对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物及其荧光传感薄膜的制备和应用，该荧光化合物的制备方法操作简单、稳定性好，经该荧光化合物制得的荧光薄膜在监测时具有灵敏度高、响应速度快、回复性好等优点，能够有效应用于对苯胺、邻甲苯胺等芳胺气体的快速灵敏检测。本专利技术是通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一类对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物，该荧光化合物的结构式如下：式中，R为n＝1、2或3。本专利技术还公开了一类对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物的制备方法，包括以下步骤：1)制备化合物1在氩气保护下，在丙酸中加入1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧基双酐，室温下搅拌均匀，然后向溶液中加入化合物R，升温至120～160℃，回流反应10～48小时，冷却至室温后，将反应液倒入水中，抽滤后洗涤滤饼，干燥后进行柱色谱分离，得到化合物1；其中，化合物R的结构式为：化合物1的结构式为：2)制备化合物2在氩气保护下，将化合物1与4-氨基苯硼酸加入四氢呋喃中，室温下充分搅拌均匀，然后加入催化量的四(三苯基膦)钯以及碳酸钾溶液，升温至60～80℃，回流反应10～48小时，冷却至室温后，真空旋转蒸发去除溶剂，然后萃取收集有机相，干燥后旋转蒸发除去溶液，得到化合物2；3)制备对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物在氩气保护及冰浴下，将化合物2和碳酸钾加入到四氢呋喃中，搅拌均匀，加入胆固醇氯甲酸酯，室温下反应24～48小时，反应液旋干后用二氯甲烷溶解，然后萃取收集有机相，干燥后旋转蒸发除去溶液，干燥后经柱色谱分离提纯，制得对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物。步骤1)中，1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧基双酐、化合物R及丙酸的摩尔比为1：(3.2～4.2)：(120～160)。步骤1)中，柱色谱分离是采用石油醚：乙酸乙酯体积比＝(20～100):1的淋洗液进行洗脱分离。步骤2)中，化合物1、4-氨基苯硼酸、四氢呋喃、碳酸钾溶液的摩尔比为1：(3.5～4.6)：(150～220)：19；所用碳酸钾溶液的浓度为1mol/L。步骤3)中，化合物2、胆固醇氯甲酸酯、四氢呋喃、碳酸钾的物质的量之比为1：(3～4)：(150～180):14.37。步骤3)中，柱色谱分离是采用二氯甲烷：甲醇体积比＝(50～100):1的淋洗液进行洗脱分离。本专利技术还公开了采用上述对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物制备荧光传感薄膜的方法，包括以下步骤：1)将对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物溶于三氯甲烷中，并加热使其充分溶解；2)向1)中所述溶液中，按三氯甲烷：正丙醇＝1：10的体积比加入正丙醇，制得终浓度为1×10-5mol/L的溶液，将该溶液旋涂于玻璃基体表面，静置3～12h，制得荧光传感薄膜。所述玻璃基体在使用前经洁净、活化处理，具体操作为：将玻璃板裁成4cm×0.5cm大小，浸没在新配制的铬酸溶液中2～3天，取出后用二次水冲洗干净，吹干后将其浸没在质量分数为98％H2SO4和质量分数为30％H2O2按3:1的体积比配成的混合溶液中，将该混合溶液加热至80～100℃，活化1～2小时，自然冷却至室温，冷却后用二次水冲洗，吹干，制得洁净、活化的玻璃基体。本专利技术还公开了上述制得的荧光传感薄膜在制备荧光传感器件中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开了一类对芳胺类(如苯胺类、邻甲苯胺类等)肺癌标识物有传感功能的荧光化合物，该荧光化合物中以具有较高量子产率的苝酐作为传感单元，但是由于苝酐平面之间强的π-π堆积作用使得苝酐在有机溶剂中溶解性不好，这就限制了其在很多方面的应用。为改善其溶解性，本专利技术在更具挑战性的苝酐湾位引入修饰基团胆固醇，并且与常用的柔性连接臂不同的是本专利技术以苯环为连接臂，使得目标化合物具有一定刚性，同时多氢键结合位点的引入也能够赋予该分子更加丰富的组装行为。如同预期的一样，实验发现，本专利技术得到的目标化合物在常见有机溶剂中确实具有比较好的溶解性，从而极大地拓展了可供组装的介质选择范围。本专利技术制备的传感薄膜微观形貌可根据需要进行调控，且薄膜光化学稳定性好，对苯胺、邻甲苯胺等芳胺类肺癌标识物表现出很好的传感性能，有可能在肺癌的早期诊断方面获得应用。本专利技术还公开了对苯胺和邻甲苯胺有传感功能的荧光化合物的制备方法，该方法操作简单，原料易得，稳定性好，反应可控，环境友好，适合于批量生产。本专利技术还公开了采用上述荧光化合物制备荧光传感薄膜的方法，将苯环为连接臂、胆固醇修饰的苝酰亚胺衍生物涂覆于玻璃基片表面，制得具有相应速度快并且可逆的荧光传感薄膜，该传感薄膜荧光量子产率高，光化学稳定好，且具有纤维状的微观形貌，较大的比表面积和具有微孔的纤维结构有利于苯胺和邻甲苯胺的捕获与吸附，因此对苯胺气体的检测灵敏度较高，有望在实现肺癌的早期诊断方面获得潜在应用。附图说明图1为本专利技术制备的荧光传感薄膜和溶液中的激发-发射光谱图；图2为本专利技术制备的荧光传感薄膜的微观结构图；图3为本专利技术制备的荧光传感薄膜在苯胺蒸汽不同浓度下的荧光发射图；图4位本专利技术制备的荧光传感薄膜的回复性图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术公开的一类对苯胺、邻甲苯胺等芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物，通过以下步骤制得：1)制备化合物1在氩气保护下，在丙酸中加入1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧基双酐，室温下充分搅拌30分钟，然后向溶液中快速加入化合物R，升温至140℃，回流反应10～48小时。冷却至室温后，将反应液倒入水中，抽滤后滤饼用二次水洗涤三次，经充分干燥后再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物，其特征在于，该荧光化合物的结构式如下：式中，R为n＝1、2或3。

【技术特征摘要】
1.一类对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物，其特征在于，该荧光化合物的结构式如下：式中，R为n＝1、2或3。2.一类对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备化合物1在氩气保护下，在丙酸中加入1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧基双酐，室温下搅拌均匀，然后向溶液中加入化合物R，升温至120～160℃，回流反应10～48小时，冷却至室温后，将反应液倒入水中，抽滤后洗涤滤饼，干燥后进行柱色谱分离，得到化合物1；其中，化合物R的结构式为：化合物1的结构式为：2)制备化合物2在氩气保护下，将化合物1与4-氨基苯硼酸加入四氢呋喃中，室温下充分搅拌均匀，然后加入催化量的四(三苯基膦)钯以及碳酸钾溶液，升温至60～80℃，回流反应10～48小时，冷却至室温后，真空旋转蒸发去除溶剂，然后萃取收集有机相，干燥后旋转蒸发除去溶液，得到化合物2；3)制备对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物在氩气保护及冰浴下，将化合物2和碳酸钾加入到四氢呋喃中，搅拌均匀，加入胆固醇氯甲酸酯，室温下反应24～48小时，反应液旋干后用二氯甲烷溶解，然后萃取收集有机相，干燥后旋转蒸发除去溶液，干燥后经柱色谱分离提纯，制得对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物。3.根据权利要求2所述的对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，步骤1)中，1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧基双酐、化合物R及丙酸的摩尔比为1：(3.2～4.2)：(120～160)。4.根据权利要求2所述的对芳胺类肺癌标识物有传感功能的荧光化合物的制备方法，其特征在于，步骤1)中，柱色谱分离是采用石油醚：乙酸乙酯体积比＝(20～100):1的淋洗液进行洗脱分离。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：房喻，尚丛娣，王刚，彭浩南，贺美霞，常兴茂，范佳云，刘凯强，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61