季鏻盐化合物、制备方法及其在电致化学发光生物检测中的应用技术

本发明专利技术公开了一种季鏻盐化合物、制备方法及其在电致化学发光生物检测中的应用。所述的季鏻盐化合物为1,12‑双(三辛基溴化鏻)十二烷，通过1,12‑二溴十二烷与三辛基膦混合，以三氯甲烷为溶剂，经过回流反应，旋蒸去除溶剂，采用乙酸乙酯进行重结晶制得。以1,12‑双(三辛基溴化鏻)十二烷作为载体负载ZnTCPP构建的季鏻盐/ZnTCPP体系，能够实现对H2O2的电致化学发光信号检测。本发明专利技术的季鏻盐化合物具有良好的离子导电率、较宽的电化学窗口以及结构和功能的可设计性，具有优异的热稳定性和电化学稳定性。

Quaternary phosphonium salts, preparation methods and their application in electrochemiluminescent biological detection

【技术实现步骤摘要】
季鏻盐化合物、制备方法及其在电致化学发光生物检测中的应用
本专利技术属于电致化学发光材料
，涉及一种季鏻盐化合物、制备方法及其在电致化学发光生物检测中的应用。
技术介绍
季鏻盐离子液体是一种新型的自组装功能化材料或介质，具有“零”蒸汽压、电化学窗口宽、电导率高、热与电化学稳定性好、结构功能可设计等特点，目前已被广泛应用于有机化学、电化学、生物医药、功能材料等领域。电致化学发光(ECL)是通过电化学反应激发发光体的一种化学发光。ECL技术原理：电极上通过电化学反应得到的某些物质或者反应体系里某些组分通过电化学手段达到激发态，从激发态回归到基态时发出一定范围波长的光，通过对光信号的检测来实现对发光体浓度的检测。ECL技术线性范围宽，背景信号低，并且不需要外加激发光源和昂贵的设备，使其成为一种常用的高灵敏度和高选择性检测方法，目前已经在免疫分析、生物化学试剂、食品安全检测以及水质检测方面取得了广泛的推广和应用。过氧化氢是反应细胞呼吸代谢水平的间接指标，可以穿透大部分细胞膜，增强其细胞毒性，并几乎可以同所有细胞成分发生反应，在机体内造成极大伤害。要检测细胞中过氧化氢含量，采用的电致化学发光体需在水相体系中具备稳定、高效发光特性。(四-羧基苯基)锌卟啉(简称ZnTCPP)是一种在水相中较为稳定且ECL强度高的电致化学发光体，但其在电极表面经常由于形成聚集形态而无法以活性单体存在，出现荧光紫外淬灭及在电极表面沉默性差等问题。季鏻盐离子液体作为一种新型的功能材料，具备宽的电化学窗口、良好的离子导电性和电化学稳定性、结构和功能的可设计性等优点。武宝利研究发现，利用四辛基溴化铵成膜性好的优点来包裹卟啉可以达到分散并稳定卟啉的目的(武宝利,等.生物传感器的应用研究进展[J].中国生物工程杂志,2004,24(7):65-69)。JangJ等研究了四种不同疏水性的离子液体(BMImPF6、EMImPF6、HMImPF6、BnMImPF6)在ECL传感器中的应用情况，研究发现基于BMImPF6的ECL传感器的检测限最低(JangJ,LeeWY.Solid-statetris(2,2’-bipyridyl)ruthenium(II)electrogeneratedchemiluminescencesensorbasedonionicliquid/sol–geltitania/Nafioncompositefilm[J].JournalofElectroanalyticalChemistry,2015,736(6):55-60)。以季鏻盐化合物为载体来负载ZnTCPP并形成良好的薄膜，可以有效避免水相中质子对锌卟啉的亲电攻击，利用其空间排列来分散卟啉分子以阻止卟啉的聚集，从而提高ZnTCPP作为发光材料在电极表面的稳定性和发光效率，构建稳定高效的电致化学发光生物传感器，并用来进行过氧化氢的生物技术检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种季鏻盐化合物、制备方法及其在电致化学发光生物检测中的应用。实现本专利技术目的的技术方案如下：季鏻盐化合物，1,12-双(三辛基溴化鏻)十二烷，简称C12H24(P+(C8H17)3Br-)2，分子结构式如下：上述季鏻盐化合物的制备方法，合成路线如下：具体步骤为：将1,12-二溴十二烷与三辛基膦混合，溶于三氯甲烷中，通入N2除氧，在密闭条件下，于60～70℃回流搅拌48～72h，反应结束后冷却至室温，旋蒸去除溶剂，加入乙酸乙酯，并加热至回流状态，然后冷却至室温，在-20～-10℃下静置8～12h，抽滤，重复重结晶步骤2～3次，烘干，得到季鏻盐化合物1,12-双(三辛基溴化鏻)十二烷。优选地，所述的1,12-二溴十二烷与三辛基膦按摩尔比为1:2.2～2.6。优选地，所述的回流时间为30～60min。本专利技术还提供基于上述季鏻盐化合物的C12H24(P+(C8H17)3Br-)2/ZnTCPP电极，其构建方法如下：将季鏻盐-甲醇溶液与ZnTCPP-甲醇溶液超声混合均匀，吸取季鏻盐/ZnTCPP-甲醇混合溶液修饰到洁净的玻碳电极表面，置于避光干燥处自然晾干，形成薄膜层，得到C12H24(P+(C8H17)3Br-)2/ZnTCPP电极。优选地，所述的季鏻盐-甲醇溶液的浓度为9.5～10.5mmol/L，所述的ZnTCPP-甲醇溶液的浓度为0.10～0.11mmol/L。进一步地，本专利技术提供上述C12H24(P+(C8H17)3Br-)2/ZnTCPP电极在H2O2检测中的应用，具体方法为：将C12H24(P+(C8H17)3Br-)2/ZnTCPP电极置于待检测样品的缓冲溶液中，检测其ECL信号。所述的缓冲液为pH为7.4的HEPES溶液，检测参数为：高电位：0V；低电位：-1.7V；初始电位：0V；扫描速度：100mV·s-1；灵敏度：10-6A·V-1；光电倍增管偏置电压：1000V；放大级数：3；对电极：铂电极；参比电极：Ag/AgCl，填充液为饱和KCl溶液；工作电极为玻碳电极。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术的季鏻盐化合物具有良好的离子导电率、较宽的电化学窗口以及结构和功能的可设计性；相较于同类型的季铵盐、咪唑类离子液体具有更好的热稳定性和电化学稳定性；与季铵盐离子液体相比，电致化学发光信号更为稳定，强度更高。附图说明图1为1,12-双(三辛基溴化鏻)十二烷的核磁氢谱图。图2为C12H24(P+(C8H17)3Br-)2/ZnTCPP体系的ECL信号图。图3为TOAB/ZnTCPP体系的ECL信号图。图4为C12H24(P+(C8H17)3Br-)2/ZnTCPP分别在N2饱和、空气饱和、含140μMH2O2的N2饱和、O2饱和时的ECL信号图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述。实施例1：在室温下向三口瓶中分别加入3.28g(10.0mmol)1,12-二溴十二烷、8.89g(24.0mmol)三辛基膦、40mL氯仿做溶剂，通入N2鼓泡15min以除去三口瓶内氧气，而后在密闭条件下于60℃回流搅拌48h。反应结束后冷却至室温，将反应物转移至茄型瓶中，旋蒸除去反应溶剂氯仿。然后加入20mL乙酸乙酯，加热至回流状态，保持30min，而后冷却至室温并转移到冰箱，-20℃下静置8-12h。抽滤并将滤饼转移至茄形瓶重新加乙酸乙酯重复上述操作两遍，将滤饼转移至60℃烘箱烘干得到8.98g1,12-双(三辛基溴化鏻)十二烷，产率为84％。实施例2：分别配置摩尔浓度为10mmol/L的C12H24(P+(C8H17)3Br-)2-甲醇溶液和0.1mmol/L的ZnTCPP-甲醇溶液，超声震荡10min，然后取等体积的季鏻盐-甲醇溶液与ZnTCPP-甲醇溶液进行混合并超声震荡30min，保证其均匀分散。5mm直径玻碳电极分别在0.3μm、0.05μm氧化铝麂皮上面各抛光3min，每次抛光完后用超纯水冲洗吸附在电极表面的氧化铝，之后用氮气吹干。用移液枪吸取10μL的季鏻盐/ZnTCPP-甲醇混合溶液修饰到处理好的玻碳电极表面，置于避光干燥处自然晾干，形成薄膜层。借助MPI-E多功能电化学和化学发光分析系统检测该电极的ECL信号。缓冲液为4mLpH为7.4的HEPES溶液，系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.季鏻盐化合物，为1,12‑双(三辛基溴化鏻)十二烷，其分子结构式如下：

【技术特征摘要】
1.季鏻盐化合物，为1,12-双(三辛基溴化鏻)十二烷，其分子结构式如下：2.根据权利要求1所述的季鏻盐化合物的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将1,12-二溴十二烷与三辛基膦混合，溶于三氯甲烷中，通入N2除氧，在密闭条件下，于60～70℃回流搅拌48～72h，反应结束后冷却至室温，旋蒸去除溶剂，加入乙酸乙酯，并加热至回流状态，然后冷却至室温，在-20～-10℃下静置8～12h，抽滤，重复重结晶步骤2～3次，烘干，得到季鏻盐化合物1,12-双(三辛基溴化鏻)十二烷。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的1,12-二溴十二烷与三辛基膦按摩尔比为1:2.2～2.6。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的回流时间为30～60min。5.基于权利要求1所述的季鏻盐化合物的C12H24(P+(C8H17)3Br-)2/ZnTCPP电极，其特征在于，构建方法如下：将季鏻盐-甲醇溶液与ZnTCPP-甲醇溶液超声混合均匀，吸取季鏻盐/ZnTCPP-甲醇混合溶液修饰到洁净的玻碳电极表面，置...

【专利技术属性】
技术研发人员：马科锋，杨阳，刘勇，洪伽金，郑晨昱，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32