一种甲醛荧光探针、阵列及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种甲醛检测探针、醛类化合物荧光探针阵列、纸基传感器及其制备方法和应用。本发明专利技术通过调控荧光探针结构中氨基的取代位置，筛选出选择性好、灵敏度高的化合物A1，并进而得到检测甲醛分子的探针；本发明专利技术的甲醛荧光探针开发成本低、使用方法便捷、结果准确；本发明专利技术还制备了其他醛类物质的荧光探针阵列，该荧光探针阵列能够对多种醛类化合物进行100%区分，同时能鉴别未知醛类物质。本发明专利技术还制备了检测甲醛气体的纸基传感器，能够简便而且准确的检测未知气体中甲醛的浓度。确的检测未知气体中甲醛的浓度。确的检测未知气体中甲醛的浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醛荧光探针、阵列及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医疗
，具体涉及一种甲醛荧光探针、阵列及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]甲醛(FA)是最简单也是化学反应活性最高的醛类化合物之一。空气中存在的甲醛通常被认为是一种环境污染物，吸入或摄入甲醛通常对人体健康有不良影响，如癌症、阿尔茨海默病、糖尿病、心脏病和肝病以及各种呼吸道疾病。2004年，国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer，IARC)将甲醛归为致癌物质。世界卫生组织则建议每天甲醛摄入量根据个人的体重情况不能超过0.15mg/kg。虽然长期的甲醛接触会对人体产生很多不良的影响，但是甲醛由于得天独厚的性能仍然被广泛用于染料化工、食品制造、建筑材料等领域。因此，如何对环境中的甲醛进行高效、灵敏的检测是一项值得深入研究的课题。
[0003]目前，测定甲醛的方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法和质谱法等。这些方法是耗时的，需要昂贵的设备和专业知识。相比之下，荧光探针通过光学信号报告检测结果，不仅灵敏度高，而且易于操作，因此逐渐成为生命分析领域的研究热点。在这方面，用于甲醛检测的荧光探针可以利用氨基与醛基之间的亲核加成反应进行识别，如Li，Yu等开发了2
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氨基吡啶基荧光探针。其主要机理是基于氨基与活性羰基之间的亲核反应(Analytical Chemistry，2020，92，12282
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12289.)。然而，基于氨基识别基团的甲醛荧光探针在实用中仍然存在一些问题。例如当氨基的反应活性太高，则探针容易与其他醛类化合物反应，从而产生假阳性信号；而如果氨基的活性不足，又会导致探针对甲醛的检测灵敏度降低。如2020年Qin等人开发了一种新的荧光化学传感器DTH，该传感器虽然对甲醛有荧光响应，但是乙醛也会产生不可忽略的荧光信号，造成明显干扰。
[0004]因此，如何合理地设计探针结构以同时解决甲醛检测特异性和灵敏度的问题是一项值得研究的课题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了克服上述技术问题，本专利技术通过调控苯并噻唑荧光团上氨基取代基的位置筛选出优秀的探针结构，并结合模式识别的工作原理，将甲醛与其他醛类化合物进行准确区分，获得了灵敏度高、准确可靠的新型甲醛检测探针、醛类化合物荧光探针阵列、纸基传感器及其制备方法和应用。
[0006]技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种甲醛荧光探针，所述甲醛荧光探针是将化合物A1溶解在pH为3的溶液中得到，所述的A1的结构式如下：
[0007][0008]本
技术实现思路
还包括一种醛类化合物荧光探针阵列，所述醛类化合物荧光探针阵列包括所述的甲醛荧光探针，所述醛类化合物荧光探针阵列还包括将化合物A1分别溶解在其他不同pH的溶液中得到的其他不同的探针。
[0009]其中，所述pH为7.6～10.4中的任意值。作为优选地，所述pH为7.6和10.4。
[0010]本
技术实现思路
还包括一种纸基传感器，其特征在于，所述纸基传感器是将多个滤纸条浸入含有化合物A1的聚环氧乙烯的乙腈水溶液中然后烘干即得。
[0011]本
技术实现思路
还包括所述的甲醛荧光探针的制备方法，包括以下步骤：称取化合物A1的粉末溶于DMF中，得A1储备液，然后将A1储备液采用pH为3的溶液稀释得到。
[0012]本
技术实现思路
还包括所述的醛类化合物荧光探针阵列的制备方法，包括以下步骤：称取化合物A1的粉末溶于DMF中，得A1储备液，然后将A1储备液分别采用pH为3～10.4的任意值的溶液稀释得到不同探针组成的阵列。
[0013]本
技术实现思路
还包括所述的甲醛荧光探针或所述的醛类化合物荧光探针阵列或所述的纸基传感器在定性或定量检测甲醛或醛类化合物中的应用。
[0014]其中，所述醛类化合物包括甲醛、乙二醛、1，4
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邻苯二醛、对甲氧基苯甲醛、对羟基苯甲醛、4
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(二乙胺)水杨醛和香草醛中的一种或几种。
[0015]本
技术实现思路
还包括一种甲醛检测方法，包括以下步骤：将待测溶液的pH调节为3，然后加入权利要求1所述的甲醛荧光探针中反应，测量其在455nm处的荧光发射强度，根据甲醛浓度与荧光发射强度的曲线关系，计算获得该待测溶液中的甲醛浓度；或将权利要求4所述的纸基传感器暴露在含有甲醛的待测气体中，在365nm的紫外灯照射下，根据纸基的颜色与甲醛浓度的关系的对照图，得出该待测气体中的甲醛气体的浓度。
[0016]本
技术实现思路
还包括一种醛类化合物的检测方法，包括以下步骤：在荧光酶标板上加入含有醛类化合物的待测溶液，并调节pH值分别为3.0、7.6、10.4，然后分别加入权利要求2所述的阵列传感器中反应，根据酶标仪设置激发波长350nm，荧光发射波长455nm，获得多组荧光信号数据，将荧光信号数据提取处理，再根据不同的醛类化合物对应于二维散点图中不同区域从而获得醛类化合物的鉴定。
[0017]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具备以下优点：
[0018]1)本专利技术通过调控荧光探针结构中氨基的取代位置，筛选出选择性好、灵敏度高的化合物A1，并进而得到检测甲醛分子的探针；
[0019]2)本专利技术的甲醛荧光探针开发成本低、使用方法便捷、结果准确；
[0020]3)本专利技术还制备了其他醛类物质的荧光探针阵列，该荧光探针阵列能够对多种醛类化合物进行100％区分，同时能鉴别未知醛类物质。
[0021]4)本专利技术还制备了检测甲醛气体的纸基传感器，能够简便而且准确的检测含有甲醛的未知气体。
附图说明
[0022]图1化合物A1
‑
A3的结构式；
[0023]图2a)向不同pH的A1(10μM)溶液中加入甲醛(100μM)后455nm波长处荧光发射强度变化，λ
ex
＝350nm；b)365nm紫外灯照射下拍摄的相应荧光变化照片，上图为未加甲醛，下图为加入100μM甲醛；c)向不同pH的A2(10μM)溶液中加入甲醛(100μM)的荧光发射强度变化；d)向不同pH的A3(10μM)溶液中加入甲醛(100μM)的荧光发射强度变化；λ
ex
＝350nm。
[0024]图3向pH＝3.0的A1(10μM)溶液中逐渐滴加甲醛的荧光发射光谱，λ
ex
＝350nm。
[0025]图4不同pH环境下A1对醛类化合物的荧光响应。
[0026]图5阵列传感器A1SA针对每种醛类化合物生成响应模式的LDA前两个因子散点图，浓度分别为a)1μM；b)5μM；c)10μM；d)100μM；e)200μM。
[0027]图6A1到A1L的反应图以及A1L的HRMS图。
[0028]图7不同pH环境下的紫外
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可见吸收光谱；a)A1(10μM)；b)A1(10μM)+100μM甲醛；
[0029]图8a)加入100μM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醛荧光探针，其特征在于，所述甲醛荧光探针是将化合物A1溶解在pH为3的溶液中得到，所述的A1的结构式如下：2.一种醛类化合物荧光探针阵列，其特征在于，所述醛类化合物荧光探针阵列包括权利要求1所述的甲醛荧光探针，所述醛类化合物荧光探针阵列还包括将化合物A1分别溶解在其他不同pH的溶液中得到的其他不同的探针。3.根据权利要求3所述的醛类化合物荧光探针阵列，其特征在于，所述pH为7.6～10.4中的任意值。4.一种纸基传感器，其特征在于，所述纸基传感器是将多个滤纸条浸入含有化合物A1的聚环氧乙烯的乙腈水溶液中然后烘干即得。5.权利要求1所述的甲醛荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取化合物A1的粉末溶于DMF中，得A1储备液，然后将A1储备液采用pH为3的溶液稀释得到。6.权利要求2或3所述的醛类化合物荧光探针阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取化合物A1的粉末溶于DMF中，得A1储备液，然后将A1储备液分别采用pH为3～10.4的任意值的溶液稀释得到不同探针组成的阵列。7.权利要求1所述的甲醛荧光探针或权利要求2或3所述的醛类化合物荧光探针阵列或权利要求4所述的纸基传感器在定性或...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彩兴，潘忠辉，
申请(专利权)人：上海鑫圭生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：