一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP的合成方法，荧光分子探针PP包括识别基团、荧光基团和连接臂，连接臂连接识别基团和荧光基团，识别基团可以与底物特异性结合，能够选择性识别底物分子，荧光基团将客体分子和识别基团结合所产生的变化转换为易观察的荧光信号。本发明专利技术提出的一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP的合成方法，合成得到了检测Pb2+离子的荧光分子探针PP，PP分子与Pb2+离子的反应1分钟内即可完成，检测速度快；对Pb2+离子的检测下限低；可在水溶液中检测。

A new method for the synthesis of a new fluorescent molecular probe PP for detecting lead ions

The invention discloses a novel method for the synthesis of a novel fluorescent molecular probe PP for detecting lead ions. The fluorescent molecular probe PP includes the recognition group, the fluorescent group and the connecting arm, the connecting arm connects the recognition group and the fluorescent group. The recognition group can be combined with the substrate specificity, and can selectively identify the substrate molecules, and the fluorescent groups will be the guests. The changes produced by the binding of body molecules and recognition groups are converted to easily observed fluorescence signals. A novel method for the synthesis of a novel fluorescent molecular probe PP for detecting lead ions is proposed. The synthesis of a fluorescent molecular probe PP for the detection of Pb2+ ions is synthesized. The reaction of PP molecules with Pb2+ ions can be completed in 1 minutes, the detection speed is fast, the detection limit for the Pb2+ ion is low, and the detection limit of the Pb2+ ion can be detected in aqueous solution.

【技术实现步骤摘要】
一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP的合成方法
本专利技术涉及到Pb2+离子检测
，具体为一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP的合成方法。
技术介绍
Pb2+离子是环境中最有毒的重金属之一，能严重危害人体的健康。我国规定自来水中可接受的Pb2+离子的最大浓度为50μg/L，长期接触Pb2+离子可导致神经系统、生殖系统、心脑血管的失调，特别是对于儿童(血液中铅中毒的临界值设置为5μM或者1.0mg/L)。因此，Pb2+离子的检测引起了研究者的强烈兴趣。目前，检测Pb2+离子常用的方法有原子吸收光谱法、分光光度法、比色分析法、电化学方法、电感耦合等离子体发射光谱法等等，这些检测方法虽然都能准确的测定Pb2+离子，但是这些方法所用仪器设备比较复杂、操作程序繁琐、不能实时在线检测等，所以应用受到了一定限制，近年来，荧光分子探针检测Pb2+离子由于灵敏度高、选择性好、检测迅速而且使用的荧光分子有望做成便携式荧光传感器，使得这种方法得到了迅速的发展，荧光分子探针是建立在荧光分析和分子识别基础上的一个新兴课题，是一种微量分析技术,所谓荧光分析，是指利用某些物质在紫外光照射后产生的荧光的特性及其强度进行物质的定性和定量的分析的方法,所谓分子识别，就是主体(或受体)对客体(或底物)选择性结合并产生某种特定功能的过程，基于荧光分析的分子识别的主要目的和功能就是将物质之间的相互作用转变成荧光信号发送出来，而执行这种目的的分子(包括小分子、聚合物以及纳米颗粒)都被称作荧光分子探针；目前已有的检测Pb2+离子的荧光分子探针有以下几种：(1)陈群等以氟化硼络合二吡咯甲川类(BODIPY)染料为荧光团，二(2-羟基乙基)亚胺为识别体合成的检测Pb2+离子的荧光分子探针，该探针在HEPES缓冲溶液(pH7.4)中，当Pb2+浓度达到1.0×10-5mol/L时肉眼可观察到探针荧光强度明显增强；当Pb2+浓度达到3.0×10-4mol/L时，探针荧光强度增大20倍以上，且识别作用不受其它金属离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+、Hg2+、Ag+、Cd2+、Cr3+、Fe3+)干扰，Pb2+浓度在0.2×10-5-5.0×10-5mol/L范围内，探针荧光强度与Pb2+浓度有较好的线性关系，相关系数为0.998，检出限为0.2μmol/L。(2)王珊等合成了荧光分子探针5-全氟正己基-硫杂杯[4]芳烃R1，在乙腈/二氯甲烷(V:V＝1:1)的溶液中，Pb2+离子对R1有明细的荧光增强效应，而其他测试的离子(如Ca2+、Fe3+、Eu3+等)几乎没有引起荧光变化，且R1(2.0×10-7mol/L)和Pb2+离子(0-20.0×10-7mol/L)的浓度均很低。(3)张琳等以1,8和萘乙二胺为原料合成了一种新的铅离子荧光探针M1，并对其结构进行了表征，荧光光谱实验表明：在乙醇溶液中，M1对Pb2+离子表现出了识别性能，随Pb2+离子的加入，其荧光光谱强度发生明显萃灭，而对Na+、K+、Ag+、Hg2+、Cr3+等离子无明细响应，Pb2+离子在0-9×10-5mol/L范围内，探针的荧光强度与其浓度成线性关系。(4)张琦等合成了2-氟-3-吡啶酯基硫桥杯[4]芳烃衍生物F(C64H56F4N4O8S4)，通过荧光光谱实验研究了衍生物F对K+、Ca2+、Mg2+、Pb2+、Hg2+等多种不同金属离子的荧光响应，结果表明，在乙腈/二氯甲烷(V:V＝1:1)的溶液中，F对Pb2+表现出很好的荧光淬灭效应和良好的选择专一性，并且随着Pb2+(0-20.0×10-6mol/L)的增加，荧光淬灭程度增强，而衍生物F对Pb2+的可识别浓度低至10-6数量级。(5)李志英等在pH6.2的弱酸性介质中，用茜素红与铅反应生成荧光络合物，且荧光强度与铅离子的浓度在一定范围内呈线性关系，由此建立了简单快速测定化妆品中的铅含量的方法，该法测定Pb2+离子浓度的线性范围为8×10-8-1.2×10-5mol/L，检出限为1.04×10-8mol/L。(6)李敏等通过在罗丹明异羟肟酸衍生物上引入亚氨基二乙酸二乙酯基团，合成了一个新的双功能探针L1，在PH6.5的HEPES缓冲溶液中，L1可以高选择性地识别Pb2+，在荧光光谱上显示出专一的荧光增强；在PH7.2的缓冲溶液中，加入Cu2+使得L1的溶液由无色变为紫红色，而其它金属离子均没有引起溶液颜色发生明显变化，在紫外可见光谱上对Cu2+显示出专一的吸收增强，L1对Pb2+和Cu2+的最低检测限分别为2.5×10-7mol/L和5.8×10-7mol/L，识别可逆且不受其它物种干扰；通过Job-plot工作曲线和高分辨质谱分析可知，L1与Pb2+和Cu2+的络合比均为1:1，并通过核磁滴定、单晶结构表征和理论计算等方法进一步探讨了L1与Pb2+和Cu2+的配位模式以及Pb2+和Cu2+诱导罗丹明开环的机理，此外，细胞内Pb2+的荧光成像实验证明L1具有细胞膜渗透性，可作为潜在的细胞内Pb2+成像试剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP的合成方法，可直接在水溶液中检测，检测速度快，下限低，以解决上述
技术介绍
中提出不能直接在水溶液中检测Pb2+离子，检测速度不够快，检测下限不够低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP，荧光分子探针PP包括识别基团、荧光基团和连接臂，连接臂连接识别基团和荧光基团，识别基团可以与底物特异性结合，能够选择性识别底物分子，荧光基团将客体分子和识别基团结合所产生的变化转换为易观察的荧光信号。本专利技术提供另一种技术方案为：一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP的合成方法，包括以下步骤：S1：取4.4g(40.69mmol)邻苯二胺，26.8mL(241.67mmol)溴乙酸乙酯，5.1g(34.02mmol)碘化钠和33.3mL(201.47mmol)二异丙基乙胺(DIPEA)加入40mL乙腈中，回流搅拌反应，过夜，TLC监测反应完全后，将混合物倒入200mL水中，用二氯乙烷萃取(100mL×3)，旋蒸除去有机相溶剂，干燥，粗产物经柱层析提纯(硅胶,石油醚/乙酸乙酯＝3/1,v/v)，得到17.5g(38.67mmol)棕色固体(记为化合物1)，产率95％；S2：冰浴下，向17.3mL(223.68mmol)DMF中滴加13.2mL(141.61mmol)POCl3，滴加完毕后将混合物搅拌反应1小时，后将含有8g(17.68mmol)化合物1的170mL1，2-二氯乙烷溶液中滴加到反应体系中，回流搅拌反应过夜，反应结束后，将混合物冷却至室温，倒入200mL水中，用二氯甲烷萃取(100mL×3)，除去有机相溶剂，粗产物经柱层析提纯(硅胶,石油醚/乙酸乙酯＝2/1,v/v)，得6.5g(13.54mmol)淡黄色固体(记为化合物2)，产率为76％；S3：取40g(200.73mmol)吩噻嗪溶于200mLDMF中，冰浴下向体系中分批加入NaH14g(350mmol)，搅拌15min，再向体系中滴加溴乙烷21mL(279.44mmol)，滴加完毕后将混合物于室温下搅拌反应3小时，反应结束后，将混合物倒入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP，其特征在于，包括识别基团、荧光基团和连接臂，连接臂连接识别基团和荧光基团，识别基团可与底物特异性结合，能够选择性识别底物分子，荧光基团将客体分子和识别基团结合所产生的变化转换为易观察的荧光信号。

【技术特征摘要】
1.一种检测铅离子的新型荧光分子探针PP，其特征在于，包括识别基团、荧光基团和连接臂，连接臂连接识别基团和荧光基团，识别基团可与底物特异性结合，能够选择性识别底物分子，荧光基团将客体分子和识别基团结合所产生的变化转换为易观察的荧光信号。2.一种根据权利要求1所述的检测铅离子的新型荧光分子探针PP的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：取4.4g(40.69mmol)邻苯二胺，26.8mL(241.67mmol)溴乙酸乙酯，5.1g(34.02mmol)碘化钠和33.3mL(201.47mmol)二异丙基乙胺(DIPEA)加入40mL乙腈中，回流搅拌反应，过夜，TLC监测反应完全后，将混合物倒入200mL水中，用二氯乙烷萃取(100mL×3)，旋蒸除去有机相溶剂，干燥，粗产物经柱层析提纯(硅胶,石油醚/乙酸乙酯＝3/1,v/v)，得到17.5g(38.67mmol)棕色固体(记为化合物1)，产率95％；S2：冰浴下，向17.3mL(223.68mmol)DMF中滴加13.2mL(141.61mmol)POCl3，滴加完毕后将混合物搅拌反应1小时，后将含有8g(17.68mmol)化合物1的170mL1，2-二氯乙烷溶液中滴加到反应体系中，回流搅拌反应过夜，反应结束后，将混合物冷却至室温，倒入200mL水中，用二氯甲烷萃取(100mL×3)，除去有机相溶剂，粗产物经柱层析提纯(硅胶,石油醚/乙酸乙酯＝2/1,v/v)，得6.5g(13.54mmol)淡黄色固体(记为化合物2)，产率为76％；S3：取40g(200.73mmol)吩噻嗪溶于200mLDMF中，冰浴下向体系中分批加入NaH14g(350mmol)，搅拌15min，再向体系中滴加溴乙烷21mL(279.44mmol)，滴加完毕后将混合物于室温下搅拌反应3小时，反应结束后，将混合物倒入600mL水中，抽滤，干燥，粗产物经柱层析提纯(硅胶,石油醚/二氯甲烷＝1/1,v/v)，得40g(175.96mmol)白色固体(记为化合物3)，产率为88％；S4：冰浴下，向19mL(245.66mmol)DMF中滴加17mL(182.38mmol)POCl3，滴加完毕后将混合物搅拌反应1小...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩爱霞，谢亚典，刘兴亮，李涵，付华，吕海棠，王兆谦，曹建芳，
申请(专利权)人：青海大学，
类型：发明
国别省市：青海,63