【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光探针分析领域，涉及基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s及其合成方法和应用。
技术介绍
1、随着工业活动的发展，重金属通过大气、水、土壤等途径蓄积在人类生存的环境。因其具有生物不易降解性、蓄积性、不可逆转性等的特点，当在人体内积累达到一定程度时，造成慢性中毒，危害人体健康。大量摄入汞可损伤脑、肾、中枢神经系统、呼吸、免疫、内分泌等多种生理系统或器官，可引起汞中毒、肝炎、尿毒症、肾炎、痴呆等疾病。因此，建立一种快速而准确的检测hg2+的方法就显得尤为重要。
2、传统的检测hg2+的方式有原子吸收分光光度法(aas)、电感耦合等离子体质谱法(icp-ms)等，其存在仪器昂贵、运行费用高、不易携带、程序繁琐和耗时较长等缺点。近年来，荧光探针分子因其成本低，能够实现快速实时检测、可视化、灵敏度高以及准确度高等特点，在检测重金属领域得到迅速发展。
3、荧光探针主要由荧光团、识别基团以及连桥三大部分构成。其中常用于检测hg2+的荧光团有香豆素、苯并噻唑、萘酰亚胺、罗丹明等。其中，苯并噻唑类及其衍生物具有刚性的共轭结构，良好的光学性能及较高的量子产率等特性，常用于制作荧光材料、发光材料等。特别地，2-羟苯基-苯并噻唑(hbt)是典型的具有esipt特质的发光团，其通过酮-烯醇互变异构体表现出激发态分子内质子转移(esipt)，导致一个较大的stokes位移，提高了荧光染料的荧光强度。本专利技术通过结构修饰，增加其共轭体系，并接入硫代氯甲酸苯酯作为识别基团，得到荧光探针n-s，对hg2+检测具有潜在
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s的合成方法。
3、本专利技术的另一目的在于提供一种基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s在检测hg2+中的应用。
4、为了实现本专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案和步骤实现：
5、本专利技术所述的“关-开”型荧光探针n-s，中文名为：氧-(3-(苯并噻唑-2-基)萘-2-基)氧-苯基硫代甲酸酯，英文名为：o-(3-(benzo[d]thiazol-2-yl)naphtha len-2-yl)o-phenyl carbonothioate，其结构式为：
6、
7、本专利技术所述的氧-(3-(苯并噻唑-2-基)萘-2-基)氧-苯基硫代甲酸酯的合成路线如下：
8、
9、本专利技术所述的基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s的合成方法，包括如下步骤：
10、(1)将3-羟基-2-萘酸和2-氨基苯硫酚溶解于甲苯溶液中，回流加热至90℃时，缓慢滴加pbr3的甲苯溶液，在氮气的保护下加热回流2h，反应完全后冷却至60℃时，加入甲醇溶液后再冷却至室温后过滤，以甲醇溶液洗涤得到黄色固体，即为化合物a；
11、(2)将硫代氯甲酸苯酯溶解于无水二氯甲烷中，在室温搅拌的状态下，缓慢滴加化合物a(3-苯并噻唑萘-2-醇)和dipea(n,n-二异丙基乙胺)的无水二氯甲烷溶液，经tlc监测反应完全后，使用旋转蒸发仪旋干溶剂，经硅胶柱层析分离纯化粗产物，从正己烷溶液中重结晶得到白色固体，即为荧光探针n-s。
12、本专利技术所述步骤(1)中3-羟基-2-萘酸、2-氨基苯硫酚与pbr3的摩尔比为1：1.1：1。
13、本专利技术所述步骤(2)中硫代氯甲酸苯酯、3-苯并噻唑萘-2-醇与dipea的摩尔比为1.5：1：1.5。
14、本专利技术所述步骤(2)中硅胶柱层析所采用的洗脱剂为体积比为10：1的正己烷和乙酸乙酯。
15、本专利技术所述的荧光探针n-s或所述合成方法合成所得的荧光探针n-s在识别检测环境中hg2+的应用。
16、本专利技术所述的应用包括荧光探针n-s在矿泉水、自来水、湖水实际环境中检测hg2+。
17、本专利技术所述检测hg2+采用荧光光谱法测定，在dmf/h2o(1:1，v/v)溶液体系下快速检测hg2+。
18、本专利技术所述检测hg2+的具体步骤为：取水样40ml，超声处理10分钟，用0.22μm微孔滤膜过滤至100ml容量瓶中，分别加入10ml hg2+(50μm和100μm)储备液，加入dmf定容至刻度，配制待测液；于10ml容量瓶中，加入待测液1ml，再加入探针n-s的dmf/h2o(1：1，v/v)的10μm储备液1ml，以dmf/h2o(1：1，v/v)定容至刻度，通过荧光光谱仪进行荧光发射光谱测定。
19、本专利技术的荧光探针作用原理如下：以3-苯并噻唑萘-2-醇为荧光团，当接入硫代氯甲酸苯酯作为识别基团时，3-苯并噻唑萘-2-醇的羟基被保护起来，导致esipt过程的消失；当加入汞离子时，汞离子促进水解，脱掉硫代碳酸酯部分而产生了游离的3-苯并噻唑萘-2-醇，恢复esipt过程。换言之，通过硫代氯甲酸苯酯的“保护-去保护”的过程实现汞离子的选择性检测。
20、本专利技术有益效果：
21、1.本专利技术的荧光探针n-s合成路线简单，产率高，易于得到晶体，在矿泉水、自来水、湖水等实际水环境中实现对hg2+的定性定量检测。
22、2.本专利技术的荧光探针n-s在dmf/h2o(1：1，v/v)溶液中快速检测hg2+，对hg2+具有良好的选择性及高灵敏度，能够在15min内快速识别hg2+且不受其他金属离子的干扰。在荧光发射光谱中，该荧光探针识别汞离子不受其他金属离子的干扰；该荧光探针识别汞离子于15min内荧光强度逐渐增强且趋于平衡，响应速度快，性能稳定；以335nm作为激发波长，在567nm有较强的发射峰，该荧光探针检测hg2+在0-6μm浓度范围内呈线性关系(r2＝0.9859)，检出限低至0.06μm，表明该探针检测汞离子的灵敏度极高。
23、3.本专利技术的荧光探针n-s基于esipt原理，产生大的stokes位移，实现了对汞离子的“关-开”型检测，在环境、食品、生物化学等领域具有潜在的应用价值。
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1.一种基于ESIPT的“关-开”型荧光探针N-S，其特征在于，所述荧光探针N-S为氧-(3-(苯并噻唑-2-基)萘-2-基)氧-苯基硫代甲酸酯，其结构式为：
2.根据权利要求1所述的基于ESIPT的“关-开”型荧光探针N-S，其特征在于，所述氧-(3-(苯并噻唑-2-基)萘-2-基)氧-苯基硫代甲酸酯的合成路线如下：
3.一种如权利要求1或2任一项所述的基于ESIPT的“关-开”型荧光探针N-S的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于ESIPT的“关-开”型荧光探针N-S的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中3-羟基-2-萘酸、2-氨基苯硫酚与PBr3的摩尔比为1：1.1：1。
5.根据权利要求3所述的基于ESIPT的“关-开”型荧光探针N-S的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中硫代氯甲酸苯酯、3-苯并噻唑萘-2-醇与DIPEA的摩尔比为1.5：1：1.5。
6.根据权利要求3所述的基于ESIPT的“关-开”型荧光探针N-S的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中硅胶柱层析所采用的洗脱
7.如权利要求1-2任一项所述的荧光探针N-S或权利要求3-6任一项所述合成方法合成所得的荧光探针N-S在识别检测环境中Hg2+的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，包括荧光探针N-S在矿泉水、自来水、湖水实际环境中检测Hg2+。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述检测Hg2+采用荧光光谱法在DMF/H2O(1:1，v/v)溶液体系下快速检测Hg2+。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述检测Hg2+的具体步骤为：取水样40ml，超声处理10分钟，用0.22μm微孔滤膜过滤至100ml容量瓶中，分别加入10ml Hg2+(50μM和100μM)储备液，加入DMF定容至刻度，配制待测液；于10ml容量瓶中，加入待测液1ml，再加入探针N-S的DMF/H2O(1：1，v/v)的10μM储备液1ml，以DMF/H2O(1：1，v/v)定容至刻度。荧光光谱仪参数设置，选取最大吸收波长335nm作为荧光激发波长，狭缝5nm，于1cm比色皿中室温下进行荧光发射光谱测定。
...【技术特征摘要】
1.一种基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s，其特征在于，所述荧光探针n-s为氧-(3-(苯并噻唑-2-基)萘-2-基)氧-苯基硫代甲酸酯，其结构式为：
2.根据权利要求1所述的基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s，其特征在于，所述氧-(3-(苯并噻唑-2-基)萘-2-基)氧-苯基硫代甲酸酯的合成路线如下：
3.一种如权利要求1或2任一项所述的基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中3-羟基-2-萘酸、2-氨基苯硫酚与pbr3的摩尔比为1：1.1：1。
5.根据权利要求3所述的基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中硫代氯甲酸苯酯、3-苯并噻唑萘-2-醇与dipea的摩尔比为1.5：1：1.5。
6.根据权利要求3所述的基于esipt的“关-开”型荧光探针n-s的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中硅胶柱层析所采用的洗脱剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴翀，王倩，刘永浪，吴露芳，
申请(专利权)人：贵州中医药大学，
类型：发明
国别省市：
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