一种嘌呤环修饰的荧光探针及其在检测钴离子上的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种嘌呤环修饰的荧光探针及其在检测钴离子上的应用，所述嘌呤环修饰的荧光探针的结构式如下所示：该荧光探针通过席夫碱反应形成C＝N键，杂化轨道上的N原子具有孤对电子，具有良好的灵活性和配位性，对钴离子表现出高的灵敏性和选择性，并且响应时间快，可作为荧光探针检测金属离子和药物在生物体内的分布。体内的分布。体内的分布。

【技术实现步骤摘要】
一种嘌呤环修饰的荧光探针及其在检测钴离子上的应用


[0001]本专利技术属于钴离子检测
，具体涉及一种嘌呤环修饰的荧光探针及其在检测钴离子上的应用。

技术介绍

[0002]钴是一种存在于岩石、矿物质、土壤和海水中的必需微量元素。在生物系统方面，钴是维生素B
12
和酶的重要成分，在铁代谢和血红蛋白合成中起着关键作用。过量摄入钴会导致许多疾病，包括血管舒张、哮喘和甲状腺功能减退。缺乏钴还会导致不良反应，如生长迟缓、贫血、食欲不振和泌乳减少。在环境污染方面，燃煤向大气中注入了大量的钴气体，对大气造成一定程度的污染。当海水或河水中富集一定量的钴时，对鱼类和水生动物造成一定危害。当钴浓度达到10mg/L时，会导致鲫鱼和丝鱼死亡。土壤中钴的含量为0.05～65ppm，当土壤被钴污染，浓度达到10mg/L时，会导致农作物死亡。
[0003]目前，已经开发出多种检测钴离子的方法，最常见的是原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP
‑
AES)、色谱和电化学检测等。但由于这些方法存在仪器成本高、操作人员专业性高、实时检测困难等缺点，不适合现场检测和实际应用。相比之下，荧光分析方法操作简单、检测时间短、响应速度快、选择性高、灵敏度高，能够实时原位检测，视觉感知方便。它们在医学、分析化学和环境科学等领域发展快速是一种很有前途的分析方法。
[0004]嘌呤广泛存在于生物体内，其碱性支架具有良好的共轭特性，在荧光探针和生物成像中表现出优异的生物学和光学特性。

技术实现思路

[0005]针对现有的不足，本专利技术提供了一种嘌呤环修饰的荧光探针及其在检测钴离子上的应用，该荧光探针通过席夫碱反应形成C＝N键，杂化轨道上的N原子具有孤对电子，具有良好的灵活性和配位性，对钴离子表现出高的灵敏性和选择性，并且响应时间快，可作为荧光探针检测金属离子和药物在生物体内的分布。
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种嘌呤环修饰的荧光探针，所述荧光探针的结构式如下所示：
[0008][0009]上述嘌呤环修饰的荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1，以4,6
‑
二氯
‑5‑
氨基嘧啶和1
‑
萘胺为原料，通过取代反应得到6
‑
氯
‑
N4‑
(萘
‑1‑
基)嘧啶
‑
4,5
‑
二胺，记为中间体化合物A；
[0011]步骤2，将中间体化合物A、1
‑
萘酸、DTAC和多聚磷酸溶解在有机溶剂中反应得6
‑
氯
‑9‑
(萘
‑1‑
基)
‑8‑
(萘环
‑1‑
基)
‑
9H
‑
嘌呤，记为化合物B；
[0012]步骤3，化合物B再与水合肼在有机溶剂中反应得6
‑
肼基
‑9‑
(萘
‑1‑
基)
‑8‑
(萘环
‑1‑
基)
‑
9H
‑
嘌呤，记为化合物C；
[0013]步骤,4，将化合物C和2
‑
二苯基膦苯甲醛缩合得(E)
‑6‑
(2
‑
(2
‑
(二苯基膦基)亚苄基)肼基)
‑9‑
(萘
‑1‑
基)
‑8‑
(萘
‑2‑
基)
‑
9H
‑
嘌呤，记为嘌呤环修饰的荧光探针D。
[0014]反应的基本路线如下所示：
[0015][0016]作为改进的是，将4,6
‑
二氯
‑5‑
氨基嘧啶和1
‑
萘胺溶于甲醇中，加入浓HCl，回流反应，反应结束后，冷却至室温，减压除去甲醇，用NaOH溶解并用乙酸乙酯萃取，旋蒸得到的粗产品用甲醇和水重结晶可得到纯净的中间体化合物A。
[0017]作为改进的是，步骤2中中间体化合物A、1
‑
萘酸、DTAC和多聚磷酸溶解在三氯氧磷中，搅拌回流，反应完全后，旋蒸除去三氯氧磷，得到油状物质，向油状物质中加入冰水，得到固体物质，柱层析纯化得到中间体化合物B。
[0018]作为改进的是，步骤3中中间体化合物B、水合肼溶解于甲醇中，回流搅拌，反应完全后，旋蒸除去甲醇，再用氯仿萃取，旋干即得固体化合物中间体C。
[0019]作为改进的是，步骤4中中间体化合物C、2
‑
二苯基膦苯甲醛溶于甲醇中，回流搅拌，反应完全后，冷却至室温，抽滤反应液析出的固体得到粗产品，粗产品经重结晶后烘干即得检测钴离子的荧光探针化合物D。
[0020]上述任一种荧光探针D在检测钴离子上应用。
[0021]有益效果：
[0022]与现有的技术相比，本专利技术一种嘌呤环修饰的荧光探针及其在检测钴离子上的应用，有以下三个优势，一是该合成采用的是席夫碱反应的原理，反应过程简单，易于操作，并且最终产物是稳定的固体粉末，易于储存。二是该反应选用嘌呤环为母体，其碱性支架具有良好的共轭特性，在荧光探针和生物成像中表现出优异的生物学和光学特性。三是在Co
2+
检测方面，该荧光探针表现出了高的选择性和灵敏性，响应时间短能以固体状态检测钴离子，
有很好的便携性和稳定性，在监测环境和生理系统中的Co
2+
含量方面显示出广阔的前景。
附图说明
[0023]图1为实施例1中合成的荧光探针的核磁共振1H NMR谱图；
[0024]图2为实施例1中合成的荧光探针的核磁共振
13
C NMR谱图；
[0025]图3为实施例1中合成的荧光探针的质谱MS谱图；
[0026]图4为在DMSO
‑
H2O(v/v＝9:1)的溶液中，实施例1合成的荧光探针对各种金属离子的荧光选择图；
[0027]图5为在DMSO
‑
H2O(v/v＝9:1)的溶液中，实施例1合成的荧光探针对钴离子的紫外吸收光谱图；
[0028]图6为在DMSO
‑
H2O(v/v＝9:1)的溶液中，各种金属离子对实施例1合成的荧光探针检测钴离子的影响图；
[0029]图7为在DMSO
‑
H2O(v/v＝9:1)的溶液中，实施例1合成的荧光探针与钴离子的络合Job
‑
plot谱图；
[0030]图8为实施例1合成的荧光探针对钴离子的时间响应图谱；
[0031]图9为在DMSO
‑
H2O(v/v＝9:1)的溶液中，实施例1合成的荧光探针对不同浓度的钴离子的荧光光谱图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嘌呤环修饰的荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的结构式如下所示：2.基于权利要求1所述的嘌呤环修饰的荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，以4,6
‑
二氯
‑5‑
氨基嘧啶和1
‑
萘胺为原料，通过取代反应得到6
‑
氯
‑
N4‑
(萘
‑1‑
基)嘧啶
‑
4,5
‑
二胺，记为中间体化合物A；步骤2，将中间体化合物A、1
‑
萘酸、DTAC和多聚磷酸溶解在有机溶剂中反应得6
‑
氯
‑9‑
(萘
‑1‑
基)
‑8‑
(萘环
‑1‑
基)
‑
9H
‑
嘌呤，记为化合物B；步骤3，化合物B再与水合肼在有机溶剂中反应可得6
‑
肼基
‑9‑
(萘
‑1‑
基)
‑8‑
(萘环
‑1‑
基)
‑
9H
‑
嘌呤，记为化合物C；步骤4，将化合物C和2
‑
二苯基膦苯甲醛缩合得(E)
‑6‑
(2
‑
(2
‑
(二苯基膦基)亚苄基)肼基)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭，邵琦，刘冬兰，陈梁，蒋春辉，陆鸿飞，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：