【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及一种胆碱酯酶活性的近红外荧光探针及其在抗干扰农药残留检测中的应用。
技术介绍
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技术介绍
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1、食品中的农药残留问题是目前消费者最为关注的热点问题。相比于基于大型分析仪器的常规实验室检测方法，基于胆碱酯酶活性抑制检测的农药残留快速检测技术在农产品质量安全快速检测与筛查中应用广泛。该方法首先将样品提取液与胆碱酯酶孵育，进而将孵育后的胆碱酯酶与显色底物进行反应并利用光学手段检测残余酶活性，最终间接测得样品中的农药成分，由此快速筛查出农产品中是否含有农药残留。在我国，目前酶抑制法广泛用于食用农产品中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的快速筛查。但常规比色法的检测灵敏度较低，对大部分农药的检出限远高于国家农药残留标准限量(gb 2763-2021)。荧光检测法是解决灵敏度问题的有效方法。最近几年，关于酶抑制法荧光检测方法的研究偶有报道。
2、然而，食用农产品中广泛存在植物色素。这些色素普遍在紫外-可见光区具有较强的吸收谱带，可对光学(特别是荧光)检测信号造成严重干扰，严重影响了检测结果的准确性和可靠性。采用针对性前处理方法选择性去除样品中的色素成分理论上是解决问题的有效方法，但是由于天然色素本身结构及性能多种多样，导致不同样品需用不同的前处理方法，因而难以建立统一有效的前处理标准；同时，酶抑制法多用于非标准实验室条件下的样品快速检测和筛查，本身要求操作简单、快速、低成本、易操作，不适合增加繁杂的前处理步骤，否则会大幅降低方法本身在大规模样品筛查实际应用中的可行性。目前，由于大部分农产品(或植物源产品)
3、考虑到色素本身对荧光检测的干扰主要基于内滤机理，那么如果开发一种近红外胆碱酯酶活性响应的荧光检测探针，使得荧光信号产生的整个过程均处于色素吸收波长范围以外，则可以有效避免检测中色素对荧光信号的干扰，实现抗干扰的农药残留检测。胆碱酯酶近红外荧光探针的开发是近年来的研究热点，多款近红外荧光探针开发成功。但是，研究者们关注点主要是探针对胆碱酯酶的活体成像能力，极少有关于农药检测的研究。2022年，有研究者成功将胆碱酯酶近红外荧光探针用于有机磷和氨基甲酸酯农药的检测(he,s.g.；zhang,s.f.；zhao,x.；zhu,x.y.；chen,l.s.；cui,j.n.,highly selective nirfluorescent probe for acetylcholinesterase and its application in pesticideresidues detection.chinese chem lett 2022,33(9),4233-4237.)，虽然所涉及的胆碱酯酶近红外荧光探针的荧光信号处于近红外区(650nm)，理论上能够一定程度地减少色素对荧光信号检测的干扰；但是，其激发光谱仍处于可见光区(550nm)，荧光产生的过程仍然不可避免地受到色素基质的干扰，因而在实际样品检测应用中受到极大限制。
4、因而，亟需一种能够从根本上解决酶抑制法检测样品中大部分色素干扰的较为普适型的荧光探针，配合简单的样品前处理操作，实现对食用农产品中农药残留的准确、灵敏、快速检测和筛查。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、据文献报道，蔬果等农产品中存在的天然色素物质主要分为4大类，申请人在前期实验中广泛测定并总结了不同植物色素的吸收光谱特征。发现除叶绿素外，其他三大类色素光的吸收主要位于650nm以下范围。这就提示我们，如果能开发一种检测信号发生体系(包括激发光和荧光发射信号)波长均大于650nm的胆碱酯酶活性探针体系(激发-发射双近红外荧光探针)，则有可能避开样品中除叶绿素外的绝大部分天然色素对检测信号的干扰，实现农药的抗干扰检测。而已有文献报道中的酶抑制法荧光探针均无法满足这一特征要求；同时，截至目前尚未有过利用长波荧光激发和发射的方法进行抗色素干扰检测的报道。
2、本专利技术提供一种能直接对抗检测样品中大部分色素干扰的胆碱酯酶活性响应的激发-发生双近红外荧光探针，并将其用于基于酶抑制法的农药残留快速检测中。
3、本专利技术采用的技术方案是：
4、一种胆碱酯酶活性响应的激发-发射双近红外波长荧光探针，所述荧光探针的结构式如式(i)所示：
5、
6、式i中，r1为烷基，优选为c1～c10烷基或苄基；
7、r2、r3连接成环，与相连的碳原子和氮原子形成未取代或者被取代基rc取代的含氮芳香杂环；所述含氮芳香杂环为具有共轭的π电子体系的单环或稠合多环氮杂芳基，优选吡啶环、喹啉环、异喹啉环、萘并吡啶环、吡咯环、咪唑环、噻唑环、噁唑环、三氮唑环、四氮唑环、吲哚环、嘧啶环、嘌呤环、蝶啶环或吖啶环，更优选为下式之一：
8、
9、最优选为下式：
10、
11、所述取代基rc可以位于含氮芳香杂环上任何可使用的连接点上，优选为一个或多个以下基团：烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、卤素、硫醇、羟基、硝基、氰基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、环烷氧基、杂环烷氧基、环烷硫基、杂环烷硫基；
12、优选所述取代基rc为c1～c10烷基、c5～c10芳基中的一种或多种；
13、r4为以下基团中的一个或多个：c1-c10烷基、c5-c10芳香基或-nr5r6，其中r5、r6各自独立地为氢或c1-c10烷基；
14、x-为酸根离子，可选自氯离子(cl-)、溴离子(br-)、氟离子(f-)、碘离子(i-)、氢硫酸根(hso4-)、硝酸根(no3-)、磷酸二氢根(h2po4-)等无机酸根，甲酸根、乙酸根、丙酸根、草酸根、丙二酸根、琥珀酸根、富马酸根、马来酸根、乳酸根、苹果酸根、酒石酸根、柠檬酸根、苦味酸根、甲磺酸根、甲苯磺酸根、苯磺酸根、三氟甲磺酸根、甘氨酸根、丙氨酸根、苯丙氨酸根、天冬氨酸根、谷氨酸根等有机酸根。
15、优选x为氯离子(cl-)、溴离子(br-)、氟离子(f-)或碘离子(i-)
16、本专利技术依据胆碱酯酶天然底物(乙酰胆碱/丁酰胆碱碱)的结构特征进行探针中胆碱酯酶识别官能团的仿生设计，在分子中分别引入酯基为基础的识别官能团(r4coo-)结构和铵盐(n+)结构，两者之间以共轭双键连接；并在分子中引入大的共轭体系，用以产生长波荧光信号。同时，探针分子在酶催化水解前后的荧光信号应有显著差别。综合以上条件，在荧光基团筛选的基础上，本专利技术提供如式i所示的以氧杂蒽结构为基础的近红外荧光探针化合物。
17、式i中，r4coo-官能团直接与共轭体系连接，利用其吸电子能力，降低酶解前探针分子本身的荧光背景；同时，r4coo-与铵盐(n+)共同构成胆本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种胆碱酯酶活性响应的激发-发射双近红外波长荧光探针，其特征在于所述荧光探针的结构式如式I所示：
2.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述取代基Rc为C1～C10烷基、C5～C10芳基中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述含氮芳香杂环为吡啶环、喹啉环、异喹啉环、萘并吡啶环、吡咯环、咪唑环、噻唑环、噁唑环、三氮唑环、四氮唑环、吲哚环、嘧啶环、嘌呤环、蝶啶环或吖啶环。
4.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述含氮芳香杂环为下式之一：
5.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述式I为以下式IB所示的荧光探针化合物：
6.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述式I为式IAa、IAb、IAc、IAd、IAe或IAf所示的荧光探针化合物
7.如权利要求1～6之一所述的胆碱酯酶活性响应的激发-发射双近红外波长荧光探针在抗干扰农药残留检测中的应用，所述胆碱酯酶为乙酰胆碱酯酶或丁酰胆碱酯酶；所述抗干扰为抗色素干扰。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于所述应用的方
9.一种利用如权利要求1～6之一所述的胆碱酯酶活性响应的激发-发射双近红外波长荧光探针，进行抗干扰检测农药残留的方法，其特征在于所述方法为：以胆碱酯酶活性响应的激发-发射双近红外波长荧光探针作为显色剂，采用胆碱酯酶活性抑制检测法检测，通过激发并检测荧光信号对样品中的农药残留进行定量检测，激发波长和检测波长都大于650nm；所述待测样品中含有或不含有色素。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种胆碱酯酶活性响应的激发-发射双近红外波长荧光探针，其特征在于所述荧光探针的结构式如式i所示：
2.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述取代基rc为c1～c10烷基、c5～c10芳基中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述含氮芳香杂环为吡啶环、喹啉环、异喹啉环、萘并吡啶环、吡咯环、咪唑环、噻唑环、噁唑环、三氮唑环、四氮唑环、吲哚环、嘧啶环、嘌呤环、蝶啶环或吖啶环。
4.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述含氮芳香杂环为下式之一：
5.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述式i为以下式ib所示的荧光探针化合物：
6.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于所述式i为式iaa、iab、iac、iad、iae或iaf所示的荧光探针化合物
7.如权利要求1～6之一所述的胆碱酯酶活性响应的激发-发射双近红外波长荧光探针在抗干扰农药残留检...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝振霞，吴正浩，陈红平，鲁成银，
申请(专利权)人：中国农业科学院茶叶研究所，
类型：发明
国别省市：
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