一种荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA及其制备方法和应用，该所述铝离子检测荧光探针NMA以色酮

【技术实现步骤摘要】
一种荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于荧光探针
，具体涉及一种荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]铝是地壳中含量最丰富的金属元素,它在人类生活和工农业生产中扮演着重要的角色。在日常生活中，伴随着铝制炊具、含铝膨松剂、发酵粉和净水剂等普遍使用，人们不可避免的吸收铝及其化合物。但是Al是人体非必须元素，异常的Al
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水平会危害人类健康,引发一些神经系统类疾病，如阿尔茨海默病。同时，高浓度的Al
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在土壤中聚集也会抑制动植物的生长。考虑到广泛使用的铝离子以及其对人类健康和环境的危害性，开发高效的Al
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探针势在必行。
[0003]目前许多传统的分析技术，如离子色谱法(IC)、原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体质量光谱法(ICP
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MS)是最常用的分析技术用于测定Al
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和其他金属离子。虽然这些技术通常能提供准确的结果，但对于测定过程，需要昂贵的大型仪器，专业的技术人员，复杂的样品处理过程。而基于有机小分子为母体设计的荧光分子探针在金属离子检测方面具有操作简便、灵敏度高、选择性强、响应时间短等优点，成为环境和生命科学领域的研究热点。
[0004]希夫碱衍生物主要指含有亚胺或甲亚胺特性基团(
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RC＝N
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)的一类有机化合物，通常是由胺和活性羰基化合物缩合而成。席夫碱型荧光探针含有C＝N官能团，C＝N基团中氮原子上的孤对电子不仅为金属离子络合提供了络合位点，而且一旦络合后，C＝N的旋转受到抑制，荧光会明显增强，可以实现可视化检测，是良好的有机小分子荧光探针设计母体。Al
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是强Lewis酸，倾向于与硬原子N或者O络合。希夫碱型荧光探针具有丰富的N,O络合位点，可以为Al
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提供硬碱环境。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA，该荧光探针NMA对铝离子具有很高的选择性、低检出限、响应时间短，可以快速、实时现场检测环境系统中微量的铝离子。
[0006]本专利技术还提供了所述铝离子检测荧光探针NMA的制备方法，理论计算及其多重应用。
[0007]技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术一种荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA，所述铝离子检测荧光探针NMA以色酮
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甲醛和苯甲酰肼为荧光基团其结构如下式I所示：
[0008][0009]本专利技术所述的荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)以苯甲酸和甲醇为原料，反应制得苯甲酸甲酯；再与水合肼反应制得苯甲酰肼；
[0011](2)以苯甲酰肼和色酮
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甲醛为原料，通过席夫碱缩合反应得到荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA。
[0012]其中，所述铝离子检测荧光探针NMA制备的反应路线如下所示：
[0013][0014]所述反应路线中：中间体为色酮
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甲醛(A)；苯甲酰肼(B)；(E)
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N'
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((4
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氧代
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4H
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色胺
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基)亚甲基)苯甲酰肼(NMA)为本专利技术所述检测铝离子荧光探针分子。
[0015]其中，步骤(1)中将苯甲酸溶于有机溶剂甲醇中，然后滴加浓硫酸作为催化剂，加热回流搅拌，待反应完全后将反应液冷却至室温，调节pH至中性，用乙酸乙酯，萃取，分液，干燥，除去溶剂后，通过柱层析得到苯甲酸甲酯。
[0016]其中，步骤(1)中将中间体苯甲酸甲酯溶于有机溶剂甲醇中，然后加入水合肼，加热回流搅拌，待反应完全后将反应液冷却至室温，减压蒸馏除去有机溶剂，萃取，分液，干燥，除去溶剂后，通过柱层析得到苯甲酰肼。
[0017]其中，步骤(2)中将色酮
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甲醛和苯甲酰肼溶解于有机溶剂甲醇中，将混合物料回流搅拌，反应完成后，将反应物料冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，将粗产物通过重结晶纯化，得到荧光探针NMA。
[0018]本专利技术所述的荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA在铝离子检测中的应用。
[0019]其中，所述荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA通过单电子转移和C＝N双键自由旋转反应机制与铝离子络合，络合后荧光明显增强在铝离子检测中的应用。
[0020]本专利技术所述的荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA在实时、快速地现场检测溶液和细胞中痕量铝离子中的应用。
[0021]本专利技术所述的荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA制备成荧光试纸，以固态的形式，定性以及定量地检测溶液中的铝离子中的应用。
[0022]作为优选，所述NMA的制备过程包括：
[0023](1)苯甲酰肼(B)得制备
[0024]苯甲酸溶于有机溶剂甲醇中，然后滴加少量的浓硫酸作为催化剂，加热回流搅拌，TLC检测反应进程，待反应完全后，将反应液冷却至室温，用稀释的氢氧化钠水溶液调节反应体系的pH至中性，用乙酸乙酯，萃取，分液，干燥，除去溶剂后，得到粗产物苯甲酸甲酯。然后将粗产物苯甲酸甲酯溶于有机溶剂甲醇中，然后加入水合肼，加热回流搅拌，待反应完全后将反应液冷却至室温，减压蒸馏除去有机溶剂，萃取，分液，干燥，除去溶剂后，通过柱层析(乙酸乙酯:石油醚＝1:3)得到最终目标原料苯甲酰肼(B)。
[0025](2)制备基于色酮
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甲醛为母体的铝离子荧光探针NMA
[0026]将色酮
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甲醛(A)和苯甲酰肼(B)溶解于有机溶剂甲醇中，将混合物料回流搅拌，反应完成后，将反应物料冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，将粗产物通过重结晶纯化，过滤，干燥得到白色固体荧光探针NMA。
[0027]作为优选，合成路线如下图所示：
[0028][0029]本专利技术设计了一种基于色酮
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甲醛为母体的新型席夫碱型荧光探针NMA。有机小分子荧光探针由于具有合成步骤简单，操作方便，成本低，而且细胞毒性低、组织穿透力强，无样品损害等优点，已成为环境和生命科学中金属离子的定性和定量检测的研究热点。色酮
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甲醛,其分子中含有醛基、羰基和C＝C双键,容易发生加成、取代等多种化学反应,可用于合成多种生理活性化合物，如抗癌、抗炎、抗氧化、抗高血压、抗病毒药物，受到科研工作者们的广泛关注。苯甲酰肼衍生物具有刚性平面结构和大π键共轭体系，同时具有细胞毒性低，结构可修饰等优点，是很好的发色团。本探针与现有技术中以嘌呤为母体的探针(WYW)以及1,8
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萘酰亚胺为母体的探针(NPP、NBP、NIQ)相比，除了制备路线短，产率高，原料成本低，对Al
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA，其特征在于，所述铝离子检测荧光探针NMA以色酮
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甲醛和苯甲酰肼为荧光基团其结构如下式I所示：2.一种权利要求1所述的荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以苯甲酸和甲醇为原料，反应制得苯甲酸甲酯；再与水合肼反应制得苯甲酰肼；(2)以苯甲酰肼和色酮
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甲醛为原料，通过席夫碱缩合反应得到荧光增强型铝离子检测荧光探针NMA。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述铝离子检测荧光探针NMA制备的反应路线如下所示：4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中将苯甲酸溶于有机溶剂甲醇中，然后滴加浓硫酸作为催化剂，加热回流搅拌，待反应完全后将反应液冷却至室温，调节pH至中性，用乙酸乙酯，萃取，分液，干燥，除去溶剂后，通过柱层析得到苯甲酸甲酯。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中将中间体苯甲酸甲酯溶于有机溶剂甲醇中，然后加入水合肼，加热回流搅拌，待反应完全后将反...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海燕，肖银铃，代湘君，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：