一种检测甲醛和硫化氢双组分的荧光探针、检测方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种检测甲醛和硫化氢双组分的荧光探针、检测方法及其应用。该探针以四苯基乙烯为AIE荧光团，氨基为识别基团组成。其中，氨基可与甲醛发生席夫碱反应，溶解度降低的同时还可抑制PET过程，使荧光增强。而银离子可将TPE

【技术实现步骤摘要】
一种检测甲醛和硫化氢双组分的荧光探针、检测方法及其应用


[0001]本专利技术属于甲醛和硫化氢的快速检测
，特别涉及一种检测甲醛和硫化氢双组分的荧光探针及其应用。

技术介绍

[0002]甲醛(FA)是一种无色刺激性气体，化学性质非常活泼。2017年，世界卫生组织(WHO)将其列为Ⅰ类危险致癌物，并规定了30min内FA的最大允许含量为80ppb。甲醛是第三大室内污染物，当室内FA含量较高时，可引起流泪、打喷嚏、咳嗽、恶心甚至死亡。正常生理系统中内源性FA是由组蛋白去甲基化、DNA甲基化和氨基脲敏感性胺氧化酶产生的。在正常的生理大脑中，FA的浓度范围为0.2
‑
0.4mM。在这个水平上，FA通过DNA去甲基化循环和认知能力对记忆的形成至关重要。相反，FA在生物体内的异常积累可诱发多种疾病，包括癌症、神经退行性疾病、糖尿病、慢性肝脏和心脏疾病等。
[0003]硫化氢(H2S)是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体，是继NO、CO之后的第三种气体信号分子，它在许多生理和病理过程中起着至关重要的作用。当空气中H2S质量浓度在0.03mg/m3时，可通过嗅觉辨出，并且气味的增强与浓度的增加成正比。而当浓度超过10mg/m3时，浓度继续增加，气味减弱。这是因为H2S可对嗅觉神经带来损伤，嗅觉被麻痹。甚至当浓度高于300mg/m3时，会引发死亡。此外，在生物体内，H2S是一种内源性神经保护剂，它通常通过三种独特的酶促反应生成，这些酶包括胱硫醚
‑
β
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合成酶(CBS)，胱硫醚
‑
γ
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裂解酶(CSE)和3
‑
巯基丙酮酸硫转移酶(3
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MST)。内源性H2S在维持细胞内氧化还原状态的平衡和调节基本信号传导过程方面具有重要的调节作用，如心血管功能调节、神经传递和细胞凋亡。健康动物和人体内H2S浓度一般为10～100μM，大脑中内源性H2S浓度为50
‑
160μM。此外，H2S水平的异常也与多种疾病有关，如阿尔茨海默氏病，唐氏综合症，糖尿病，和肝硬化等。
[0004]值得注意的是，H2S和FA在生物体内还存在着微妙的联系。有研究表明，FA可对PC12神经细胞产生氧化损伤，促使PC12细胞的凋亡，可造成接触者外周神经炎和神经衰弱，使其注意力、短时记忆力、视感知等均受到不良影响。而H2S是一种神经保护剂，能够拮抗FA对神经元的氧化应激损伤，促进PC12神经细胞的存活，对甲醛损伤学习记忆和认知功能具有拮抗作用。所以在生物体内，FA和H2S之间的关系在维持神经系统的平衡上发挥重要的作用。而在我们生活或工作的环境中，FA和H2S作为有毒污染气体，对我们的身体带来不良的影响。综上所述，无论是在生物体内还是环境中，FA和H2S含量的异常均会对身体健康带来不良的影响，因此，检测甲醛和硫化氢双组分具有重要的研究意义。
[0005]目前用于检测甲醛和硫化氢双组分的方法，大都基于比色这种单一信号的变化实现检测目的，由于单一信号的变化容易受到其他因素的干扰，降低了检测结果的准确性。针对目前的需求，我们设计合成了一种能够通过比色和荧光两种信号特异性检测甲醛和硫化氢的荧光探针。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种检测甲醛和硫化氢双组分的方法。本专利技术通过设计合成聚集诱导发光型荧光探针用于选择性检测甲醛和硫化氢，实现比色和荧光双模式识别检测的目的。并应用于生物体和环境中甲醛和硫化氢的测定，且具有响应速度快、选择性好、灵敏度高等优点。
[0007]本专利技术的技术方案：
[0008]一种同时检测甲醛和硫化氢的荧光探针，其分子式为：C
26
H
24
N4，所述的荧光探针以AIE分子四苯基乙烯为荧光团，以氨基为识别基团，缩写为TPE
‑
4NH2；其结构式如下所示：
[0009][0010]该荧光探针可用于甲醛和硫化氢的双组分检测，其合成路线为：
[0011][0012]该荧光探针的激发波长为365nm，随着甲醛的浓度升高，其在526nm处的荧光峰值逐渐增强，是一种荧光增强型探针；检测甲醛的浓度线性范围为：60
‑
4000μM，最低检出限为1.04μM。
[0013]借助银离子的氧化作用，还可用于硫化氢的检测，其激发波长为365nm，随着硫化氢的浓度升高，其在490nm处的荧光峰值逐渐增强，且溶液颜色由绿色逐渐变为无色，是一种比色和荧光双模式识别硫化氢的荧光探针；检测硫化氢的浓度线性范围为：15
‑
50μM，最低检出限为1.1μM。
[0014]一种基于比色和荧光双模式检测甲醛和硫化氢的检测方法，步骤如下：
[0015](1)以DMSO为溶剂配制浓度为2mM的TPE
‑
4NH2探针母液；配制pH＝7.4、浓度为10mM的PBS缓冲溶液，并用该缓冲溶液配制不同浓度的甲醛和硫化氢溶液；
[0016](2)用DMSO将探针母液稀释到500μM；配制H2O与DMSO体积比为0％～90％的探针溶液，室温放置10～30min后，用酶标仪进行记录，得到不同体积分数下荧光探针的荧光曲线，由此可表征该荧光探针具有聚集诱导发光的性质(λ
ex
＝365nm)。
[0017](3)用DMSO将探针母液稀释到100μM；加入不同pH值10mM的PBS缓冲溶液、探针溶液和甲醛溶液，体积比为8:1:1，在37℃恒温箱中放置30～60min后，用酶标仪进行记录，得到不同pH条件下荧光强度曲线；同理，在最优的pH缓冲液中，记录不同时间下的荧光强度，可得到不同反应时间下荧光强度曲线，通过以上数据可得到探针检测甲醛的最优条件(λ
ex
＝365nm)。
[0018](4)用DMSO将探针母液稀释到100μM；加入pH值为7.4的PBS(10mM)缓冲溶液、探针溶液和一系列浓度甲醛溶液，体积比为8:1:1，在37℃恒温箱中放置30～60min后，溶液荧光增强，用酶标仪进行记录，可得到基于甲醛浓度的工作曲线(λ
ex
＝365nm)。
[0019](5)用DMSO将探针母液稀释到500μM。在小管中加入pH值为7.4的PBS(10mM)缓冲溶液、探针溶液、硝酸银溶液和一系列浓度硫化氢溶液，体积比为7:1:1:1,在室温放置10～30min后，用酶标仪进行记录，可得到基于硫化氢浓度的工作曲线(λ
ex
＝365nm)。
[0020]所述的荧光探针可应用于水溶液、人血清及污染气体中甲醛和硫化氢的双组份检测。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022](1)本专利技术是首次基于比色和荧光双模式检测甲醛和硫化氢双的荧光探针。且本专利技术提供的荧光增强型探针相对于荧光淬灭型探针具有较好的选择性、抗干扰性和较高的灵敏度；检测过程简便、快速、检测结果准确，具备较强的实际应用价值。
[0023](2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时检测甲醛和硫化氢的荧光探针，其分子式为：C
26
H
24
N4，其特征在于，所述的荧光探针以AIE分子四苯基乙烯为荧光团，以氨基为识别基团，缩写为TPE
‑
4NH2；其结构式如下所示：2.根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于，该荧光探针的激发波长为365nm，随着甲醛的浓度升高，其在526nm处的荧光峰值逐渐增强，是一种荧光增强型探针；借助银离子的氧化作用，还可用于硫化氢的检测，其激发波长为365nm，随着硫化氢的浓度升高，其在490nm处的荧光峰值逐渐增强，且溶液颜色由绿色逐渐变为无色，是一种比色和荧光双模式识别硫化氢的荧光探针。3.根据权利要求2所述的荧光探针，其特征在于，检测甲醛的浓度线性范围为60
‑
4000μM，最低检出限为1.04μM；检测硫化氢的浓度线性范围为15
‑
50μM，最低检出限为1.1μM。4.一种基于比色和荧光双模式检测甲醛和硫化氢的检测方法，其特征在于，步骤如下：(1)以DMSO为溶剂配制浓度为2mM的TPE
‑
4NH2探针母液；配制pH＝7.4、浓度为10mM的PBS缓冲溶液，并用该缓冲溶液配制不同浓度的甲醛和硫化氢溶液；(2)用DMS...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳秋，肖丽丽，吴硕，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：