一种基于2－吡啶甲酸的罗丹明B类Fe制造技术

本发明专利技术提供一种罗丹明B类荧光传感器应用于水相中高选择性、高灵敏度检测Fe

A Rhodamine B-type Fe Based on 2-pyridinecarboxylic acid

The invention provides a Rhodamine B type fluorescence sensor applied to high selectivity and high sensitivity detection of Fe in water phase.

【技术实现步骤摘要】
一种基于2-吡啶甲酸的罗丹明B类Fe3+荧光传感器的制备及应用
本专利技术属于生物化学领域，具体涉及一种基于2-吡啶甲酸的罗丹明B类Fe3+荧光传感器的制备及其应用。
技术介绍
铁是人体内必须的过渡金属之一，它在体内分布广泛，几乎存在于所有的组织。铁作为人体新陈代谢所必需的微量元素之一，在生物体诸多的生理活动中，如肌肉收缩、神经传导、酶催化、DNA和RNA的合成、细胞内渗透压调节以及酸碱平衡维持等方面，既有宏观铁元素的参与，也有一些微量甚至痕量金属铁离子的作用。细胞内铁含量的缺失会导致生命体系的紊乱，而摄入过量的铁同样对机体是有害甚至是致命的。因此，高选择性、高灵敏度地在活细胞中检测铁显得极其重要。鉴于铁对人体的正常生理活动发挥着如此至关重要的作用，寻求一种可以快速方便检测生物体内Fe3+的方法受到了越来越多的重视。目前，已经有许多文献记载了各种各样的检测Fe3+的方法，包括原子吸收分光光度法、伏安法、比色法、电感耦合等离子体质谱法、流动注射法、电感耦合等离子体原子发射光谱法。然而上述的这些方法却存在成本高、检出限高、灵敏度低等缺点。近几年，由于荧光分子探针具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点而被广泛用来检测金属离子。因为Fe3+具有顺磁性，大多数检测Fe3+的荧光分子探针是基于荧光淬灭机制，这与荧光增强型探针相比灵敏度较低。因此，设计出高选择性、高灵敏度检测Fe3+的荧光分子探针具有一定的挑战性。罗丹明B是一种常见的有机染料，因其具有摩尔吸光系数大，荧光量子产率高，结构简单，易于修饰，细胞渗透性好等优势而备受青睐。已被设计出了大量检测金属阳离子的荧光分子探针，例如：Al3+，Cu2+，Zn2+，Cr3+等。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种基于2-吡啶甲酸的新型罗丹明B类Fe3+荧光传感器的制备及其应用。实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种基于2-吡啶甲酸的新型罗丹明B类Fe3+荧光传感器RBPO，该荧光传感器RBPO的结构如下：本专利技术中基于2-吡啶甲酸的新型罗丹明B类Fe3+荧光传感器RBPO的制备方法，包括以下步骤：在50mL的圆底烧瓶中将2-吡啶甲酸90mg加入到30mL无水二氯甲烷中，随后加入N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)430mg、1-羟基苯并三唑(HOBt)280mg、N，N-二异丙基乙胺(DIPEA)2.17mmol，在室温下搅拌1h。然后将330mg的化合物1加入到上述混合物中，室温下继续搅拌2h。反应结束后，减压除去溶剂，用CH2Cl2/饱和食盐水萃取三次，反向萃取一次，有机相用无水硫酸镁干燥后，过滤，减压蒸馏除去溶剂，最后使用石油醚/乙酸乙酯(4∶6，v/v)作为洗脱液，经硅胶柱快速分离提纯化合物。得到橙黄色固体即为所述罗丹明B荧光传感器。其中化合物1的结构如下：本专利技术中，化合物1与2-吡啶甲酸的摩尔比为1∶1。本专利技术中，硅胶柱分离纯化采用的洗脱液为石油醚∶乙酸乙酯＝4∶6。本专利技术中，反应时间为3h。本专利技术中所述的基于罗丹明B类Fe3+荧光传感器RBPO用于检测Fe3+。本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：(1)本专利技术以罗丹明为主体合成了一种新型Fe3+荧光传感器RBPO，具有较大的摩尔吸光系数，荧光量子产率高，光谱性能优越，结构简单，易于修饰，吸收波长范围广等优点。(2)本专利技术所选用原料成本低，合成步骤简单，后处理亦很方便，较易实现大规模生产。(3)本专利技术采用2-吡啶甲酸与三种催化剂反应活化羧酸的方式，合成方法简单，反应条件温和，且产率较高。(4)本专利技术所涉及传感器能选择性检测Fe3+变化，且灵敏度较高，在环境化学、生命科学等诸多领域具有很好的应用前景。附图说明图1为本专利技术的化合物11HNMR。图2为本专利技术的化合物113CNMR。图3为本专利技术的化合物荧光传感器RBPO1HNMR。图4为本专利技术的化合物荧光传感器RBPO13CNMR。图5为本专利技术的化合物荧光传感器RBPOESI-MS。图6为本专利技术的化合物荧光传感器RBPO的荧光选择性。图7为本专利技术的化合物荧光传感器RBPO的紫外选择性。具体实施方式(一)荧光传感器RBPO的合成本专利技术提供了目标产物RBPO在Fe3+检测中的应用，发现其对Fe3+有很好的检测效果。本专利技术合成路线如下：(二)荧光性能测试将Al3+，Ba2+，Ca2+，Co2+，Cd2+，Cr3+，Cu2+，Hg2+，K+，Mg2+，Mn2+，Na+，Ni2+，pb2+，zn2+，Fe3+等不同重金属离子加入化合物RBPO的溶液中，进行荧光选择性能测试。(三)紫外测试将Al3+，Ba2+，Ca2+，Co2+，Cd2+，Cr3+，Cu2+，Hg2+，K+，Mg2+，Mn2+，Na+，Ni2+，pb2+，Zn2+，Fe3+等不同重金属离子加入化合物RBPO的溶液中，进行紫外选择性能测试。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1荧光化学传感器的合成1.化合物1的合成在100mL的圆底烧瓶中加入罗丹明B(960mg，2mmol)加入无水乙醇40mL，随后慢慢滴加乙二胺(1.3mL，20mmol)于上述溶液中。滴加完毕后，将反应温度升到80℃，回流反应12h。反应完成之后，旋转浓缩除去乙醇。然后在室温下用CH2Cl2/饱和食盐水萃取三次，反向萃取一次。用无水硫酸镁干燥有机相后，过滤，减压蒸馏除去溶剂，萃取，经硅胶柱分离得到淡黄色固体(880mg，92％)。化合物1HNMR，13CNMR分别如图1，图2所示。2.化合物RBPO的合成在50mL的圆底烧瓶中将2-吡啶甲酸(90mg，0.73mmol)加入到30mL无水二氯甲烷中，随后加入N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)(430mg，2.09mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBt)(280mg，2.07mmol)、N，N-二异丙基乙胺(DIPEA)(2.17mmol)，在室温下搅拌1h。然后将化合物1(330mg，0.68mmol)，加入到上述混合物中，室温下搅拌2h。反应结束后，减压除去溶剂，用CH2Cl2/饱和食盐水萃取三次，反向萃取一次，有机相用无水硫酸镁干燥后，过滤，减压蒸馏除去溶剂，最后使用石油醚/乙酸乙酯(4∶6，v/v)作为洗脱液，经硅胶柱快速分离提纯化合物。得到橙黄色固体(235mg，61％)，即为荧光传感器RBPO。化合物RBPO的1HNMR，13CNMR，ESI-MS分别如图3，图4，图5所示。实施例2荧光选择性能测试荧光传感器RBPO在乙醇中具有很好的溶解性，经验证，化合物RBPO可以溶解在EtOH/HEPES(3∶1，v/v，0.5mM，pH＝7.33)混合液中，配制400mL该溶液作为储备液。精确配置荧光传感器RBPO为1×10-3mol/LEtOH/H2O混合液(3∶1，V/V)，CdCl2·2.5H2O，CuCl2·2H2O，AlCl3，KNO3，FeCl3·6H2O，HgCl2，NiCl2·6H2O，MgCl2·6H2O，NaCl，ZnCl2，CrCl3·6H2O，Ba(NO3)2，MnCl2·4H2O，CoCl2·6H2O，CaCl2，PbCl2等浓度为5×10-3mol/L水溶液，以及EtOH/HEPES(3∶1，v/v，0.5mM，pH＝7.33)溶液。荧光选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于2‑吡啶甲酸的罗丹明B类Fe3+荧光传感器，其结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种基于2-吡啶甲酸的罗丹明B类Fe3+荧光传感器，其结构如下：2.一种基于2-吡啶甲酸的罗丹明B类Fe3+荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：在50mL的圆底烧瓶中将2-吡啶甲酸90mg加入到30mL无水二氯甲烷中，随后加入N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)430mg、1-羟基苯并三唑(HOBt)280mg、N，N-二异丙基乙胺(DIPEA)2.17mmol，在室温下搅拌1h。然后将330mg的化合物1加入到上述混合物中，室温下继续搅拌2h。反应结束后，减压除去溶剂，用CH2Cl2/饱和食盐水萃取三次，反向萃取一次，有机相用无水硫酸镁干燥后，过滤，减压蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚春，宋钒，王宇，邵晓涛，杜蕾，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32