一种基于吡咯双腙的荧光探针及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种基于吡咯双腙的荧光探针及其制备方法与应用，其中所述吡咯双腙荧光探针的化学结构式如下，本发明专利技术的吡咯双腙荧光探针能选择性的与二价汞离子作用，由无荧光变为蓝色荧光，具有荧光增强效应，特别是作为荧光探针在细胞内对二价汞离子的方便检测的应用。

Fluorescence probe based on pyrrole hydrazone and preparation method and application thereof

The present invention provides a dual fluorescence probe based on pyrrole hydrazone and preparation method and application thereof, wherein the chemical structure of the pyrrole dihydrazone fluorescent probe is as follows, the invention of the pyrrole dihydrazone fluorescent probes can selectively with two mercury ions, by no fluorescence into blue fluorescence, with fluorescence enhancement effect, especially used as fluorescence probe in cells of two valence to facilitate detection of mercury ion.

【技术实现步骤摘要】
一种基于吡咯双腙的荧光探针及其制备方法与应用
本专利技术属于有机合成领域，具体涉及吡咯双腙及其制备方法和应用。
技术介绍
汞离子是目前最危险及最普遍的污染物之一。汞离子很容易被人体吸收，并且不容易被排出体外，它会进入食物链并且在高等生物体中富集，随后被人类摄入，作为最具毒性的金属离子之一，汞离子在人体内聚集会对大脑、神经系统、内分泌系统和肾脏造成严重的损害。此外，由于汞化合物的使用范围广，使得汞也成为一个重要的金属污染物。鉴于其对生命和环境的重要性，科学家们一直致力于采用荧光传感探针实现对汞离子在生物和环境系统中检测的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可检测二价汞离子的灵敏度高、选择性好的金属离子比色探针；另一目的是提供该探针的制备方法和应用。本专利技术的技术方案是，一种基于吡咯双腙的荧光探针，所述吡咯双腙具有如下结构式：本专利技术还提供了一种基于吡咯双腙的荧光探针的制备方法，其步骤如下：S1：将5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯首先用无水乙醇溶解，再加入水合肼；S2：将S1所得混合物在常压下70-90℃回流，反应时间1-3h；S3：将S2所得溶液冷却至室温后，有固体析出，减压过滤，取滤渣；S4：将S3所得滤渣用醇溶液洗涤，得到基于吡咯双腙荧光探针。所述S1中，5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯与水合肼的物质的量之比为2：1。所述S4中醇溶液为无水乙醇或浓度为75%的乙醇溶液。所述的基于吡咯双腙的荧光探针的制备方法：将0.002-0.02mol的5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯溶于0.01-0.05L无水乙醇中，再加入0.001-0.01mol的水合肼，常压下回流搅拌1-3h，冷却至室温后析出固体，减压过滤，将滤渣用无水乙醇洗涤得到基于吡咯双腙的荧光探针。所述的基于吡咯双腙的荧光探针在检测细胞内二价汞离子中的应用。本专利技术还提供了一种用于检测细胞中二价汞离子的荧光探针，所述荧光探针主要由上述吡咯双腙组成。本专利技术提供的目标产物在重金属离子检测中的应用，对二价汞离子有很好的检测效果，与现有技术相比，本专利技术采用的原料易得，合成步骤简单，后处理亦很方便，较易实现大规模生产，具有快速、简便、灵敏度高、特异性强的特点，在检测生物活体中的二价汞离子方面有很大的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的基于吡咯双腙的荧光探针的结构；图2为本专利技术实施例1制得的基于吡咯双腙的荧光探针的核磁氢谱谱图；图3为本专利技术实施例1制得的基于吡咯双腙的荧光探针的质谱谱图；图4为本专利技术实施例1制得的基于吡咯双腙的荧光探针的乙腈/水(体积比1:1)溶液(5×10-6mol／L)对1当量不同金属离子(Ag+，Al3+，Ca2+，Cd2+，Co2+，Cr3+，Cu2+，Fe3+，Hg2+，K+，Mg2+,Mn2+，Na+，Ni2+，Pb2+，Zn2+，5×10-6mol／L)的荧光光谱图，激发波长为350nm；图5为本专利技术实施例1制得的基于吡咯双腙的荧光探针的乙腈/水(体积比1:1)溶液(5×10-6mol／L)滴定不同浓度二价汞离子的荧光光谱图；图6在U251细胞中，吡咯双腙的荧光探针(5×10-6mol／L)与Hg2+的荧光成像图；Hela细胞用5×10-6mol／L上述荧光探针培育30分钟后加入Hg2+，继续培育30分钟后使用OlympusFV500-IX70激光共聚焦显微镜进行荧光成像。其中：a为上述荧光探针明场下的成像图；b为上述荧光探针荧光成像；c为上述荧光探针明场图和荧光图叠加后的图片；d为上述荧光探针+Hg2+明场下的成像图；e为上述荧光探针+HgCu2+荧光成像图；f为上述荧光探针+HgCu2+明场图和荧光图叠加后的图片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例进一步详细说明本专利技术，本专利技术实施例采用的试剂和原料为常规市场购买或参考文献合成得到。实施例1：吡咯双腙的合成将0.39g5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯溶于10mL无水乙醇中，再加入0.06g85%水合肼，常压下78℃回流搅拌1h，冷却至室温后析出大量固体，减压过滤，将滤渣用无水乙醇洗涤得到淡黄色固体即为目标产物，目标产物的产率为85%。单晶结构：吡咯双腙荧光探针乙醇溶剂合物的晶体结构图见图1；核磁：1HNMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):11.74(s,2H,2NH),8.45(s,2H,2CH=N),4.16-4.21(q,4H,2CH2),2.45(s,6H,2CH3),2.33(s,6H,2CH3),1.26-1.30(t,6H,2CH3).具体核磁谱图见图2；质谱：ESI-MS:m/z=387.1938for[M+H]+.具体质谱谱图见图3。实施例2所述的基于吡咯双腙的荧光探针的制备方法：将0.002mol的5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯溶于50ml无水乙醇中，再加入0.01mol的水合肼，常压下70℃回流搅拌3h，冷却至室温后析出固体，减压过滤，将滤渣用无水乙醇洗涤得到基于吡咯双腙的荧光探针。实施例3所述的基于吡咯双腙的荧光探针的制备方法：将0.02mol的5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯溶于20ml无水乙醇中，再加入0.01mol的水合肼，常压下80℃回流搅拌2h，冷却至室温后析出固体，减压过滤，将滤渣用无水乙醇洗涤得到基于吡咯双腙的荧光探针。实施例4所述的基于吡咯双腙的荧光探针的制备方法：将0.02mol的5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯溶于30ml无水乙醇中，再加入0.001mol的水合肼，常压下90℃回流搅拌1h，冷却至室温后析出固体，减压过滤，将滤渣用无水乙醇洗涤得到基于吡咯双腙的荧光探针。吡咯双腙对二价汞离子的荧光性质测定将上述制得的吡咯双腙作为荧光探针在乙腈/水(体积比1：1)介质中配制成摩尔浓度为5×10-6mol／L的溶液，分别在含摩尔浓度为5×10-6mol／L的Ag+，Al3+，Ca2+，Cd2+，Co2+，Cr3+，Cu2+，Fe3+，Hg2+，K+，Mg2+,Mn2+,Na+，Ni2+,Pb2+，Zn2+等金属离子的溶液中加入等量的上述荧光探针溶液，其中，Hg2+能够与吡咯双腙荧光探针反应产生蓝色荧光，具体见图4。浓度为5×10-6mol／L的吡咯双腙作为荧光探针的乙腈/水(体积比1：1)溶液中分别加入浓度为0mol／L，1×10-6mol／L，2×10-6mol／L，3×10-6mol／L，4×10-6mol／L，5×10-6mol／L，6×10-6mol／L，7×10-6mol／L，8×10-6mol／L，9×10-6mol／L，1×10-5mol／L的二价汞离子，采用荧光分光光度计对其分别进行荧光光谱分析（激发波长为350nm），记录475nm处的荧光强度值，所得的荧光光谱图见图5。通过附图5可以看出，随着二价汞离子浓度增加，吡咯双腙荧光探针在475nm处的荧光发射逐渐增强，且发射峰强度与汞离子浓度在0-5×10-6mol／L范围内线性相关，检测限为1.02×10-7mol／L。吡咯双腙作为荧光探针在细胞内汞离子的检测实验U251细胞用5×10-6M的上述罗丹明6G衍生物作为荧光传感器培育5小时后加入Hg2+，继续培育5小时后使用Oly本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于吡咯双腙的荧光探针，其特征在于，所述吡咯双腙荧光探针具有如下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种基于吡咯双腙的荧光探针，其特征在于，所述吡咯双腙荧光探针具有如下结构式：。2.根据权利要求1所述的基于吡咯双腙的荧光探针的制备方法，其特征在于，其步骤如下：S1：将5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸乙酯首先用无水乙醇溶解，再加入水合肼；S2：将S1所得混合物在常压下70-90℃回流，反应时间1-3h；S3：将S2所得溶液冷却至室温后，有固体析出，减压过滤，取滤渣；S4：将S3所得滤渣用醇溶液洗涤，得到基于吡咯双腙荧光探针。3.根据权利要求2所述的基于吡咯双腙的荧光探针的制备方法，其特征在于，S1中，5-甲酰-2，4-二甲基吡咯-3-甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟娜，王元，陈兴颖，陈泽华，李慧军，徐周庆，吴浩，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41