一种八极性共轭花菁染料荧光探针及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种八极性共轭花菁染料荧光探针及其在检测次氯酸根和亚硫酸氢根离子方面的应用。该八极性共轭花菁荧光探针利用己烷基取代的碘代烷烃和1,1,2

【技术实现步骤摘要】
一种八极性共轭花菁染料荧光探针及应用


[0001]本专利技术涉及一种八极性共轭花菁染料荧光探针及其在检测次氯酸根和亚硫酸氢根离子方面的应用。

技术介绍

[0002]次氯酸（HClO）/次氯酸根（ClO
‑
）离子是活性氧化物中重要的信号分子，在生物医药和环境安全等方面发挥着重要作用。作为我们日常生活中的消毒剂，它能够杀死水中的细菌，所以生活用水常用HClO进行杀菌消毒，但HClO过量将会产生三卤甲烷（THMs），对人类及动植物造成严重危害。在生物体系中，次氯酸是由过氧化氢和氯离子在髓过氧化物酶(MPO)的催化作用下生成的。亚硫酸氢根离子（HSO3‑
）广泛存在于人类的生活环境中，因为工业的快速发展，空气中的SO2逐渐增多，不仅容易造成酸雨等危害，而且还能够通过呼吸作用进入人体，很容易在体内生成亚硫酸盐或者亚硫酸氢盐，而过量的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐易引起哮喘、过敏、胃肠不适等疾病。此外，亚硫酸氢盐还是重要的抗氧化剂和防腐剂，广泛用于食品、药品、酒水、化妆品中，过量的亚硫酸氢盐会对人体造成极大的危害，被世界卫生组织和国际癌症研究机构列为第三类致癌物，联合国粮食及农业组织和世界卫生组织建议，人体内亚硫酸氢盐水平应低于0.7mg/kg。
[0003]到目前为止，已经开发了一些花菁类荧光探针来检测ClO
‑
和HSO3‑
。例如，Sun等人报道了一种基于氧化裂解的近红外荧光探针用于检测ClO
‑
（M. Sun, H. Yu, H. Zhu, et al. Anal. Chem. 2014, 86, 671
‑
677.）。Zhang等人通过链接氨基上脂肪链的花菁衍生物开发了一种靶向小鼠肺部的探针，可很好检测体内HClO含量（X. Zhang, W. Zhao, B. Li, et al. Chem. Sci., 2018, ）。Xiong 等利用HOCl的强氧化特性，开发一种用于检测内源性次氯酸的荧光探针，并成功应用在84消毒剂中HOCl的检测（K. Xiong, F. Huo, Y. Zhang, et al. Anal. Methods 2019, 11, 1751
–
1756.）。Yin等人报道了检测HSO3‑
的探针（G. Yin, Y. Gan, T. Yu, et al. Talanta 2019, 191, 428
–
434.）。但是已经报道的次氯酸根和亚硫酸氢根离子荧光探针，依然存在很多不足，例如：仅只有荧光颜色变化、灵敏度不高、检测受其他离子影响，反应时间长等。此外，能同时检测ClO
‑
和HSO3‑
离子的八极性共轭花菁荧光探针，目前为止还未见报道，因此该专利技术在该领域具有重要先导意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种可以用于选择性检测ClO
‑
和HSO3‑
的双功能荧光探针，除了荧光比率变化以外，还具有颜色比率变化。其荧光比率和颜色比率变化与ClO
‑
和HSO3‑
的浓度线性相关，可以定性及定量检测ClO
‑
和HSO3‑
的浓度。
[0005]本专利技术的优点如下：1. 该化合物合成原料易得，合成操作简单，制备方便；2. 在所述条件下，该化合物对ClO
‑
和HSO3‑
反应敏感，选择性高，可用于定性及定量检测ClO
‑
和HSO3‑
。
[0006]本专利技术采用如下技术方案: 利用己烷基取代的碘代烷烃和1,1,2
‑
三甲基
‑
1H
‑
苯并[e]吲哚反应生成相应的季铵盐，然后与2,4,6
‑
三羟基
‑
1,3,5
‑
苯三甲醛缩合形成八极性共轭花菁荧光探针。（1）其结构中的双键可与ClO
‑
可发生亲核加成反应，生成环氧乙烷和乙二醇，使得荧光及颜色发生变化，指示ClO
‑
的存在或定量检测ClO
‑
的浓度；（2）通过添加稀HCl，使得结构中的酮基在酸的催化下发生质子转移，形成烯醇，其可与HSO3‑
发生加成反应，并在可见光的诱发下，使得荧光及颜色发生变化，指示HSO3‑
的存在或定量检测HSO3‑
的浓度。
[0007]所述荧光探针的结构式如下：所述检测ClO
‑
的方法为：将该探针配制为一定浓度的甲醇溶液，然后将其加入到浓度呈梯度变化的含ClO
‑
的水溶液中，反应平衡后，分别测定各样品的荧光强度，然后以ClO
‑
的浓度为横坐标、反应后体系的荧光强度为纵坐标作图，即可根据荧光强度从图中读出待测溶液中ClO
‑
的含量。
[0008]所述检测HSO3‑
的方法为：将该探针配制为一定浓度的甲醇溶液，加入1M的稀盐酸，然后将其加入到浓度呈梯度变化的含HSO3‑
的水溶液中，经可见光照射2至3分钟，反应平衡后，分别测定各样品的紫外光谱（UV）强度，然后以HSO3‑
的浓度为横坐标、反应后体系的UV强度（275nm）为纵坐标作图，即可根据UV强度从图中读出待测溶液中HSO3‑
的含量。
[0009]附图说明
[0010]图1. 探针对ClO
‑
的选择性实验结果。
[0011]图2. 探针对ClO
‑
的定量检测实验结果。
[0012]图3. 探针对HSO3‑
的选择性实验结果。
[0013]图4. 探针对HSO3‑
的定量检测实验结果。
[0014]具体实施方式
[0015]实施例用于进一步说明本专利技术，但本专利技术不限于实施例。
[0016]实施例1（探针的合成）：分2步进行。第一步，将1.23 g（6.00 mmol）1,1,2
‑
三甲基
‑
1H
‑
苯并[e]吲哚和3.81 g（18.00 mmol）1
‑
碘己烷的混合物在80 mL乙腈中回流5小时。冷却至室温后，粗固体沉淀。过滤后用乙醚洗涤，得到2.04 g粉红色晶体3
‑
丙基
‑
1,1,2
‑
三甲基
‑
1H
‑
苯并[e]吲哚
‑3‑
碘化物（产率：81%）。第二步，将3
‑
己基
‑
1,1,2
‑
三甲基
‑
1H
‑
苯并[e]吲哚
‑3‑
碘化物（0.632 g，1.5 mmol）、2,4,6
‑
三羟基
‑
1,3,5
‑
苯三甲醛（0.105 g，0.5 mmo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光探针，其特征在于，所述的荧光探针结构如下。2.一种权利要求1所述的荧光探针在检测次氯酸根离子方面的应用，其特征在于，所述探针的荧光强度与次氯酸根离子的浓度线性相关，该过程可用于次氯酸根离子的定性或定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良春，解力，郑仁林，孙荣琴，黄毅，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：