一种基于发光增强的铝离子检测荧光探针制造技术

本发明专利技术涉及一种基于发光增强的铝离子检测探针及其制备方法。探针结构如式I。制备：将4

【技术实现步骤摘要】
一种基于发光增强的铝离子检测荧光探针


[0001]本专利技术设计了一种检测铝离子的荧光探针，属于荧光探针


技术介绍

[0002]众所周知，铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。铝的化合物广泛应用于航空航天、制造、食品加工等领域，给人类社会带来了极大的便利。然而，铝也会对人们的生活产生不利影响。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，铝生产过程在一类致癌物清单中。由于Al
3+
与人体健康密切相关，因此寻找一种快速、灵敏的铝检测方法至关重要。
[0003]近年来，金属离子荧光探针因其选择性高、检测实时性好、用途广泛等优点引起了人们的广泛关注。铝离子荧光探针的开发面临着一定的考验，那是因为由于铝离子的配位能力较弱，且其在水溶液中水合能力较强，铝离子的检测经常被干扰离子的存在所影响，同时，目前文献报道的主要的铝离子探针，其所具有的局限性在于合成过程复杂、在水溶液中的应用性较差等，因此开发一种对铝离子有特异性响应，合成过程简单，水溶性好的荧光探针是非常必要的。
[0004]与传统聚集态下荧光猝灭的聚集致猝灭(ACQ)效应相比，具有聚集诱导发光(AIE)属性的发光物质在稀溶液中发射很少或不发射，但在聚集时发射强烈。与关断型传感器相比，具有性能优良的开启型传感器更有价值。为此，我们设计并合成了一种具有AIE效应的开启传感器席夫荧光探针。我们用4
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硝基
‑
(4'
ꢀ‑
氟)
‑
二苯甲酮、咔唑和水杨醛方便地合成了一个检测Al
3+
的荧光探针。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种能方便、简洁的识别铝离子的荧光探针。
[0006]本专利技术的另一个目的是提供荧光探针分子在含水量高的有机溶剂中检测铝离子的方法。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种基于发光增强的铝离子检测荧光探针，具有式I所示的结构（见图7）。
[0008]具体合成路线如下（见图8）。
[0009]具体合成方法如下。
[0010]1、将4
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硝基苯甲酰氯和氟苯加入到100mL三口烧瓶中，再加入无水氯化铝，80℃下反应6h。反应完成后加入1mol/L稀盐酸将反应淬灭，加入二氯甲烷萃取，收集有机相，加入无水硫酸镁干燥。抽滤，滤液旋干后层析色谱柱法纯化（石油醚：二氯甲烷=2:1），旋干溶剂，得到黄色固体化合物(1)。
[0011]2、中间体 (1)和咔唑加入250mL三口瓶中，加入120mL DMF，加入NaH，充氮气使反应在氮气氛围下进行，室温反应5h，反应完成后加水淬灭，用乙酸乙酯萃取，收集有机相，无水硫酸镁进行干燥。抽滤，滤液旋干后层析色谱柱法纯化（石油醚：二氯甲烷=1:2），旋干溶
剂，得到红色固体化合物(2)。
[0012]3、中间体(2)、还原铁粉和氯化铵加入250mL单口瓶中，加入80mL的乙醇和20mL的去离子水，80℃下反应6h，反应完成后将乙醇旋干，加入乙酸乙酯萃取，有机相加入无水硫酸镁进行干燥。抽滤，滤液旋干后层析色谱柱法纯化（洗脱剂为纯二氯甲烷），得到黄色固体化合物(3)。
[0013]4、中间体(3) 和水杨醛加入150mL单口瓶中，加入20mL甲苯，升温到50℃后向溶液中滴加3滴醋酸，继续升温到110℃反应24小时，反应完成后将甲苯旋干，固体用乙醇多次重结晶后最终得到黄色固体探针BKS。
[0014]本专利技术荧光探针在检测三价铝离子的应用。
[0015]所述荧光探针在检测三价铝离子的应用中，激发波长为400 nm，检测波段为410
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750 nm。
[0016]本专利技术具有以下优点。
[0017]本专利技术涉及一种基于发光增强的铝离子检测荧光探针，灵敏度高，选择性好，响应快，在生物化学领域具有重要的应用价值。
附图说明
[0018]图1是合成的荧光探针BKS的核磁共振氢谱图。
[0019]图2是在不同水占比的 THF/H2O（v/v）混合溶液中，（a）荧光探针BKS的AIE图片；（b）荧光探针BKS的荧光发射光谱。
[0020]图3是加入各种金属离子（2mM）后，BKS（1
ꢀ×ꢀ
10
−
6 M）的发射光谱。
[0021]图4 (a)是探针BKS在549 nm处随 Al
3+ (0
‑
500 μM)的浓度变化的荧光光谱； (b)是 BKS
‑ꢀ
Al
3+
在 549 nm处荧光强度随 Al
3+
浓度变化的线性关系。
[0022]图5是在Al
3+
存在下添加其它干扰离子后，BKS的荧光变化。
[0023]图6是荧光探针BKS对Al
3+
响应时间光谱图。图7是一种基于发光增强的铝离子检测荧光探针的结构式。图8是一种基于发光增强的铝离子检测荧光探针的具体合成路线图。
具体实施方式
[0024]实施例1检测铝离子的荧光探针的制备。
[0025]合成路线如下式所示（见图8）。
[0026]一、中间体化合物(1)的合成：将4
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硝基苯甲酰氯（2.2g，10.02mmoL）和氟苯（40 mL）加入到100mL三口烧瓶中，再加入无水氯化铝（3.6g，2.67 mmoL）后升温到80℃，反应时间6h。加入1 moL/L稀盐酸将反应淬灭，加入二氯甲烷萃取，收集有机相，加入无水硫酸镁干燥。抽滤，滤液旋干后层析色谱柱法纯化（石油醚：二氯甲烷=2:1），旋干溶剂，得到黄色固体2.08g，收率78.2%。
[0027]二、中间体化合物(2)的合成：中间体 (1)（2g, 8.1mmoL）和咔唑（1.61g,9.6mmoL）加入250mL三口瓶中，加入120mL DMF，加入NaH(0.32g, 8.1 mmoL)，充氮气使反应在氮气氛围下进行，室温反应5h，反应完成后加水淬灭，用乙酸乙酯萃取，收集有机相，无水硫酸镁进行干燥。抽滤，滤液旋干后
+
的灵敏度较高。
[0041]实施例6荧光探针的抗干扰性。
[0042]取100 μL的探针储备液，300μL的THF溶液，然后分别加800 μL的Al
3+
缓冲溶液和800 μL其它金属离子的缓冲液配置成2mL工作液，摇匀后转移至1cm荧光比色皿中测定荧光光谱 (λex =400nm)。如图5所示：结果表明铝离子和其它离子共存时，探针不受其它离子的干扰，荧光强度依然增强，这表明该探针分子对Al
3+
识别具有较高的选择性，以及识别Al
3+
不受其他金属离子的干扰。
[0043]实施例7荧光探针的响应时间。
[0044]取出100
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.权利要求书：一种基于发光增强的铝离子检测荧光探针，其结构为：。2.一种基于发光增强的铝离子检测荧光探针的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、中间体化合物(1)的合成：将4
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硝基苯甲酰氯和氟苯加入到100ml三口烧瓶中，再加入无水氯化铝，80℃下反应6h，反应完成后加入1mol/L稀盐酸将反应淬灭，加入二氯甲烷萃取，收集有机相，加入无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋干后层析色谱柱法纯化（石油醚：二氯甲烷=2:1），旋干溶剂，得到黄色固体化合物(1)；二、中间体化合物(2)的合成：中间体 (1)和咔唑加入三口瓶中，加入120mlDMF，加入NaH，充氮气室温反应，反应时间 5h,反应完成后加水淬灭，用乙酸乙酯萃取，收集有机相，无水硫酸镁进行干燥，抽滤，滤液旋干后层析色谱柱法纯化（石油醚：二氯甲烷=1:2），旋干溶剂，得到红色固体化合物(2)；三、中间体化合物(3)的合成：中间体(2)、还原铁粉和氯化铵中，加入80ml的乙醇和20ml的去离子水，升温到80℃,反应时间6h后将乙醇旋干，加入乙酸乙酯萃取，有机相加入无水硫酸镁进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶涌，吕晨燕，杨明，杨长安，吴剑波，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：