一种可用于FRET荧光探针供体的聚合物通用荧光平台及其应用制造技术

一种可用于FRET荧光探针供体的聚合物通用荧光平台及其应用，属于有机化学和高分子材料化学技术领域。本发明专利技术将甲基丙烯酸甲酯与4

【技术实现步骤摘要】
一种可用于FRET荧光探针供体的聚合物通用荧光平台及其应用


[0001]本专利技术属于有机化学和高分子材料化学
，具体涉及一种可用于FRET荧光探针供体的聚合物通用荧光平台及其应用。

技术介绍

[0002]自21世纪以来，由于光纤传感器在工业分析、生物化学、药物检测等具有巨大的应用潜力，这类传感器一直被密切关注(Adv Optical Mater.2021,9,2001913)。设计出这种传感器需要具有高灵敏度的新型功能材料，并不容易实现。而荧光传感器聚合物材料由于检测性能优异、易于制备成聚合纤维材料已成为研究人员攻克的重点方向。但由于荧光传感器浓度过大易发生荧光猝灭使其检测灵敏度大大下降，如何在在聚合物基质中保持探针的传感特性是一个巨大的挑战。
[0003]相比于单纯依赖于荧光强度来进行目标分子识别，比例荧光探针用两个波长的荧光强度比值和颜色的双重变化来检测目标分子不仅适合于肉眼观测，更加直观，同时也避免了仪器损耗、溶剂以及温度变化等客观因素所引起的检测误差，使检测灵敏度大大提高(Chem Soc Rev.2016,45,2976)。但在合成上要将两个不同发射波长的荧光团组合于一个分子中，并且不影响比率荧光识别目标分子，则需要精密的分子设计和复杂的合成过程。相比之下，特异性识别目标的单波长荧光探针则在合成上更容易实现，且有很多成熟的分子可供选择。
[0004]因此，本专利技术预期实现开发一个通用的聚合物蓝光平台，将具有优异光物理性能的蓝光发射荧光团香豆素以适当配比组合到聚合纤维材料中，通过控制香豆素配比使其在聚合物中保持适当距离，避免聚集。在这个香豆素聚合物通用荧光平台中，香豆素即可作为荧光共振能量转移(FRET)的能量供体，亦可同时作为荧光内标。而在识别目标分子时，只需选择可以和香豆素具有良好能量匹配的成熟荧光探针，将其以适当配比与聚合物通用荧光平台组合，就可以实现对目标分子的双波长荧光检测，不仅避免单荧光检测时易受干扰的缺陷，同时也降低了分子设计的难度。这样的一个聚合物通用荧光平台的开发，也使荧光探针后期制备成柔性纳米织物成为了可能，这将大大扩展其应用领域。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是将简单易得的蓝光发射团香豆素通过希夫碱反应与制备的带醛基活性位点的聚合物分子组合，制备可发射蓝光的聚合物通用荧光平台，并进一步将此平台与单纯荧光增强识别汞离子的荧光探针进行组合，其可实现对汞离子的高灵敏度的比率荧光检测，避免了单纯荧光增强所受的外界干扰。本专利技术的聚合物通用荧光平台一方面有利于荧光探针后期的成型加工(如可通过静电纺丝制备柔性膜)，另一方面可通过控制聚合物分子上醛基活性位点的浓度使香豆素在聚合物中浓度适宜，预期可避免固体材料中由于香豆素的聚集导致荧光猝灭。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：将甲基丙烯酸甲酯与4
‑
烯丙氧基苯甲醛通过合理配比聚合，并进一步通过高效的希夫碱反应引入香豆素荧光团制备本专利技术中的通用聚合物蓝光平台MS
‑
1，其具体结构式如下：
[0007][0008]为了进一步考察其应用效果，本专利技术将该聚合物通用荧光平台与已发表的罗丹明荧光探针MS
‑
4进一步组合，协同实现对目标分子的双波长比率荧光检测。
[0009]本专利技术通过以下具体步骤进行：对羟基苯甲醛与等摩尔的烯丙基氯和三倍摩尔量的碳酸钾在乙腈(1克对羟基苯甲醛/15毫升乙腈)溶液中加热回流二小时得到化合物MS
‑
3，甲基丙烯酸甲酯与0.41倍摩尔量的MS
‑
3在偶氮二异丁腈(0.4％)的引发下于二甲基甲酰胺(DMF)(1克甲基丙烯酸甲酯/4毫升)中加热24小时聚合得到聚合物MS
‑
2，MS
‑
2在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中进一步与香豆素水合肼(MS
‑
2质量的9.4％)加热反应24小时反应得到聚合物荧光平台MS
‑
1。
[0010]制备上述结构的聚合物荧光平台MS
‑
1的制备反应路线如下：
[0011][0012]本专利技术中聚合物通用荧光平台MS
‑
1的紫外吸收光谱中主要吸收峰来自组成它的香豆素在439纳米处的吸收峰，而发射波长为香豆素在478纳米的蓝色荧光。当与MS
‑
4组合后，随着汞离子的加入，在吸收光谱中出现了属于罗丹明的新吸收峰，两个峰在基态时同时出现。汞离子加入后，荧光光谱中也出现了新的属于罗丹明开环的568纳米出的荧光峰，同时香豆素的478纳米处荧光峰有下降趋势。当汞离子达到一下浓度后，荧光不再进一步变化。说明聚合物通用荧光平台为此检测体系提供了蓝光波长作为内标，可实现对汞离子的双波长荧光检测。
[0013]本专利技术的有益效果是，利用香豆素荧光团制备得出的聚合物通用荧光平台原料易得，合成简单易行，成本低廉。当与成熟的长波长荧光探针组合后，可实现对目标分子的比例荧光检测，甚至可通过颜色实现肉眼直观检测。该聚合物平台的开发也使其后期应用于柔性纳米材料成为可能。
附图说明
[0014]图1是本专利技术中实施例2中MS
‑
3在CDCL3中的核磁的碳氢谱图；
[0015]图2是本专利技术中实施例2中MS
‑
5在CDCL3中的核磁的氢谱图；
[0016]图3是本专利技术中实施例3中MS
‑
2在CDCL3中的核磁的氢谱图；
[0017]图4是本专利技术中实施例4中MS
‑
1在CDCL3中的核磁的氢谱图；
[0018]图5是本专利技术中实施例5中MS1
‑
Hg的紫外可见光谱滴定图；
[0019]图6是本专利技术中实施例5中MS1
‑
Hg在537nm处的紫外吸光度变化趋势；。
[0020]图7是本专利技术中实施例例5中MS1
‑
Hg的荧光光谱滴定图；
[0021]图8是本专利技术中实施例例5中MS1
‑
Hg随Hg(NO3)2倍数增加时F
564
/F
478
的荧光强度比值变化；
[0022]图9是本专利技术中实施例例5中MS1
‑
Hg在不同pH值下加Hg
2+
前后的荧光光谱测定。
具体实施方式
[0023]为了更清楚地说明本
技术实现思路
，用具体实施例说明如下，具体实施例不限定本
技术实现思路
范围。
[0024]实施例1
[0025][0026]MS
‑
4的合成：在罗丹明6g水合肼(200mg，0.46mmol)的二甲基甲酰胺(约3mL)溶液中，加入摩尔质量为1.5倍的异硫氰酸苯酯(94μl，0.69μmol)，逐渐升温至60℃，加热搅拌四小时，TLC确定反应结束后，将反应液用二氯甲烷萃取，有机相减压旋蒸，固体柱层析分离得粉色目标产物，收率50％。
[0027]实施例2<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于FRET荧光探针供体的聚合物通用荧光平台，其特征在于，该荧光平台的命名MS
‑
1，具体的结构式如下：2.一种权利要求1中荧光平台的制备方法，其特征在于，该方法的制备路线如下：MS
‑
1的制作步骤如下：S1.MS
‑
3的合成：对羟基苯甲醛、烯丙基氯和碳酸钾在乙腈溶液中加热回流二小时得到化合物MS
‑
3；S2.MS
‑
2的合成：甲基丙烯酸甲酯与MS
‑
3在偶氮二异丁腈的引发下于二甲基甲酰胺中加热24小时聚合得到聚合物MS
‑
2；S3.MS
‑
1的合成：MS
‑
2在二甲基甲酰胺溶液中进一步与香豆素水合肼加热反应24小时反应得到聚合物荧光平台MS
‑
1。3.根据权利要求2所述的一种可用于FRET荧光探针供体的聚合物通用荧光平台的制备方法，其特征在于，步骤S1中烯丙基氯的加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓琳，马思阳，孙颂尧，马春艳，李建军，周涛，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：