一种比色和荧光双响应型TNP检测探针及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种比色和荧光双响应型TNP检测探针，具有以下化学式组成：

A colorimetric and fluorescent dual response type TNP detection probe and preparation method thereof

The invention discloses a colorimetric and fluorescent dual response type TNP detection probe, has the following chemical composition:

【技术实现步骤摘要】
一种比色和荧光双响应型TNP检测探针及其制备方法
本专利技术属于化学传感
，具体涉及一种比色和荧光双响应型TNP检测探针，本专利技术还涉及一种比色和荧光双响应型TNP检测探针的制备方法。
技术介绍
2,4,6-三硝基苯酚(TNP)又称苦味酸(PicricAcid,PA)，是一种比2,4,6-三硝基甲苯(TNT)具有更强爆炸力的黄色炸药，最初用于填装炮弹而被人们熟知。2,4,6-三硝基苯酚经震动、碰撞等易发生剧烈分解而引起爆炸，被用于制造电雷管、烟花等。此外，2,4,6-三硝基苯酚还广泛用于染料、医药、皮革等行业中。然而，TNP的大量使用对人类健康及公共安全造成极大的危害。长期大量接触TNP会引起头晕、头痛、诱发皮炎及导致肝、肾损害。目前已经报道的TNP的检测方法多为仪器检测方法：如电化学法、拉曼光谱法、质谱法等。该类方法仍需解决现场检测不便及选择性低等问题。因此，一种简便、高效、专一的有机小分子类TNP检测探针更符合实时、高效、高选择性的检测需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种比色和荧光双响应型TNP检测探针，解决了现有技术TNP检测技术存在的空白，提供一种具有选择性好、灵敏度高、响应速度快等特点的有机小分子类TNP比色/荧光探针。本专利技术所采用的第一技术方案是，一种比色和荧光双响应型TNP检测探针，具有以下结构式：本专利技术所采用的第二技术方案是，一种比色和荧光双响应型TNP检测探针的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、将罗丹明B与乙二胺反应制备得到罗丹明B乙二胺中间体；步骤2、将所述步骤1得到的罗丹明B乙二胺中间体与1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐于干燥的有机溶剂中、加热条件下发生反应，合成对称的探针分子；步骤3、将步骤2得到的反应液经过滤得到粗产物，粗产物采用有机溶剂重结晶得到淡红色探针分子。步骤2中罗丹明B乙二胺中间体与1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐的摩尔比为2.0:0.9～1.2。步骤2中罗丹明B乙二胺中间体与1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐发生反应时的反应温度为10～100℃。步骤2中的有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种。步骤3中重结晶采用的有机溶剂为乙腈或乙醇。本专利技术的有益效果是，一种比色和荧光双响应型TNP检测探针，填补了该类型TNP检测方法的空白，可根据探针溶液颜色的变化，可视化鉴别TNP；使用荧光光谱仪及紫外可见光谱仪可定量地测定TNP浓度，解决了现有TNP检测技术中存在的特异性识别能力低、检测操作复杂、检测灵敏度低等技术缺陷。附图说明图1是探针分子以氘代DMSO为溶剂所做核磁共振氢谱；图2是探针分子以氘代DMSO和氘代水混合溶剂所做核磁共振氢谱；图3是20μM/L探针甲醇溶液对不同浓度TNP(0-190μM)的荧光测试响应曲线图；图4是20μM/L探针甲醇溶液对不同浓度TNP(0-190μM)的荧光测试响应拟合曲线图；图5是20μM/L探针甲醇溶液对不同浓度TNP(0-190μM)的紫外-可见吸收响应曲线图；图6是20μM/L探针甲醇溶液对不同浓度TNP(0-190μM)的紫外-可见吸收响应拟合曲线；图7是20μM/L探针甲醇溶液对同等浓度(100μM)不同结构类似物的荧光测试响应图；图8是探针甲醇溶液对TNP荧光检测响应时间测试图；图9是探针甲醇溶液对TNP紫外-可见吸收检测响应时间测试图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种比色和荧光双响应型TNP检测探针，具有以下结构式：一种比色和荧光双响应型TNP检测探针的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、将罗丹明B与乙二胺反应制备得到罗丹明B乙二胺中间体；步骤2、将所述步骤1得到的罗丹明B乙二胺中间体与1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐于干燥的有机溶剂中、加热条件下发生反应，合成对称的探针分子；步骤2中罗丹明B乙二胺中间体与1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐的摩尔比为2.0:0.9～1.2；步骤2中罗丹明B乙二胺中间体与1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐发生反应时的反应温度为10～100℃；步骤2中干燥的有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种。步骤3、将步骤2得到的反应液经过滤得到粗产物，粗产物采用有机溶剂重结晶得到淡红色探针分子；步骤3中重结晶采用的有机溶剂为乙腈或乙醇。一种比色和荧光双响应型TNP检测探针的制备方法如下：式1为罗丹明B乙二胺中间体，式2为1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐，式3为比色和荧光双响应型TNP检测探针。本专利技术一种比色和荧光双响应型TNP检测探针的检测原理如下：本专利技术利用探针分子与TNP分子特异性的络合作用反应，打开探针分子中罗丹明B结构单元中的螺环，而导致探针分子共轭体系发生变化，使其在紫外和荧光光谱上产生显著地变化，且该变化可通过肉眼辨别(探针溶液由无色变为红色)。本专利技术所述探针的使用方法并无特殊限制。通常可以在室温下将探针分子溶解在乙醇或甲醇溶液中进行测试。为研究该探针分子对TNP分子的特异性识别作用，以甲醇或乙醇为溶剂配制浓度为20μM/L的探针溶液；分别配制10mM的对硝基苯酚、间硝基苯胺、2,4,6-三硝基苯酚(TNP)、对硝基苯肼、2,4-二硝基苯肼、苯肼、对硝基苯甲酸、5-氨基间苯二甲酸、3,3-二氨基联苯胺、联苯胺、对苯二胺的甲醇或乙醇溶液。该探针对于不同浓度的TNP产生响应，呈现良好的线性关系。在TNP浓度为25-80μM及80-170μM范围内可采用荧光检测方法对TNP进行定量检测，TNP最低检测浓度为1.69nM/mL(激发波长为500nm)；在TNP浓度为15-80μM及80-170μM范围内，可采用紫外可见吸收检测方法对TNP进行定量检测，TNP最低检测浓度为1.17nM/mL。该探针对于同等浓度(100μM)的不同TNP结构类似物均无明显响应，且对TNP响应迅速。图1为以DMSO-d6为溶剂对探针分子所做的核磁共振氢谱表征，从该图可以看出该探针为对称分子，化学位移δ＝12.17为羧基氢核磁共振信号、δ＝7.77为酰胺氢核磁共振信号，其它位置的氢均可归属。结合质谱数据可确证该分子结构；图2为以DMSO-d6和D2O为溶剂，对探针分子所做的核磁共振氢谱表征，化学位移δ＝12.17的羧基氢核磁共振信号、δ＝7.77的酰胺氢核磁共振信号(结合图1)消失，结合质谱数据可进一步确证该分子结构；图3中横坐标为波长、纵坐标为探针溶液加入TNP溶液后(PH约为7.0)的相对荧光强度；图4中横坐标为浓度、纵坐标为探针溶液加入TNP溶液后(PH约为7.0)的相对荧光强度；图5中横坐标为波长、纵坐标为探针溶液加入TNP溶液后(PH约为7.0)的相对紫外吸收强度；图6中横坐标为浓度、纵坐标为探针溶液加入TNP溶液后(PH约为7.0)的相对紫外吸收强度；图7中横坐标为不同结构类似物、纵坐标为探针溶液加入同等浓度不同结构类似物后(PH约为7.0)的相对荧光强度。实施例1将罗丹明B与乙二胺反应制备得到罗丹明B乙二胺中间体，称取罗丹明B乙二胺中间体(式1，968mg，2.0mmol)，1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(式2，196mg，1.0mmol)及干燥的乙腈(10ml)于双颈反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比色和荧光双响应型TNP检测探针，其特征在于，具有以下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种比色和荧光双响应型TNP检测探针，其特征在于，具有以下结构式：2.一种比色和荧光双响应型TNP检测探针的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、将罗丹明B与乙二胺反应制备得到罗丹明B乙二胺中间体；步骤2、将所述步骤1得到的罗丹明B乙二胺中间体与1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐于干燥的有机溶剂中、加热条件下发生反应，合成对称的探针分子；步骤3、将步骤2得到的反应液经过滤得到粗产物，粗产物采用有机溶剂重结晶得到淡红色探针分子。3.根据权利要求2所述的一种比色和荧光双响应型TNP检测探针的制备方法，其特征在于，所述步骤2中罗丹明B乙二胺中间体与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恩生，鞠萍，张玉琦，王记江，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61