System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种检测毒死蜱的荧光探针及其制备方法和应用技术_技高网
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一种检测毒死蜱的荧光探针及其制备方法和应用技术

技术编号:41595629 阅读:34 留言:0更新日期:2024-06-07 00:06
本发明专利技术公开了一种检测毒死蜱的荧光探针及其制备方法和应用。荧光探针分子结构如下:该荧光探针对毒死蜱有着高特异性识别和高灵敏度响应,其与毒死蜱特异性识别后可实现比率型荧光变化,达到肉眼可以观测到的颜色区别,且荧光探针的制备方法简单,条件温和,成本低廉,效果显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种荧光探针,具体涉及一种有机小分子荧光探针,还涉及其制备方法和在毒死蜱检测方面的应用,属于环境检测。


技术介绍

1、毒死蜱(chlorpyrifos,cpf)又名氯吡硫磷,是由美国dow chemical(陶氏化学)公司于1965年开发并商品化的含氮杂环的有机磷酯类农药杀虫剂,是一种经典的有机磷农药,作为非内吸性广谱杀虫、杀螨剂,在土地中挥发性较高,在农业领域被广泛用来防治病虫灾害。然而环境中残留的cpf对水生生物有极高毒性,对人类健康也会造成不可逆的损伤。

2、残留的cpf的急性和慢性中毒机制是作用于胆碱酯酶形成磷酸化胆碱酯酶而失活,使乙酰胆碱在体内过多累积,导致神经过度兴奋,引起毒蕈碱样、烟碱样、中枢神经系统等疾病。目前,已经有多种检测cpf的分析方法被开发利用,但大多数是经专业仪器对毒死蜱进行定量和定性分析,例如高效液相色谱(hplc)、气相色谱-质谱(gc-ms)、差分脉冲伏安法(dpv)、酶联免疫吸附法(elisa)等。由于其检测成本较高,且需要培养相关专业人员进行操作处理,存在一定的应用局限。相比之下,荧光分析方法的普适性,使得大部分研究者通过荧光分析检测胆碱酯酶来间接分析毒死蜱,但此方法存在一定的选择性误差。因此开发一种成本低廉,操作简便,且选择性显著,易于观测的荧光小分子探针具有重要的意义和实际应用价值。


技术实现思路

1、本专利技术技术方案以高灵敏度、便携可观的方式检测毒死蜱(cpf)为目的,旨在针对现有的毒死蜱检测方法存在的缺陷做出改进。

2、针对现有技术中用于检测毒死蜱的方法存在的不足,本专利技术的第一个目的是在于提供一种荧光探针,其具有优异的比率型荧光性质,抗干扰性强,稳定性好,能精准识别cpf,发出强烈的荧光信号,可以实现对cpf的定量检测,为食品环境中残留的农药分析检测提供有效的分子探针。

3、本专利技术的第二个目的是在于提供一种荧光探针的制备方法,该制备方法操作简单、流程短、条件温和,有利于扩大生产。

4、本专利技术的第三个目的是在于提出一种分子探针的应用,将其用于毒死蜱的检测,可以通过肉眼观测实现农药残留物毒死蜱的定性检测,同时也可以借助紫外检测仪器来实现药残留物毒死蜱的定量检测,根据添加不同浓度下cpf的颜色变化,为毒死蜱的检测提供了极大的便利。

5、为了实现上述技术目的,本专利技术提供了一种荧光探针,其具有式1结构:

6、

7、本专利技术的荧光探针具有特殊的分子结构,其选取了光稳定性、强共轭性结构、高荧光量子产率和大斯托克斯位移的1,8-萘二甲酰亚胺单元作为荧光输出单元,而在1,8-萘二甲酰亚胺单元上引入了酚羟基和苯并噻唑结构相互作用,构建基于esipt效应的比率型荧光响应。本专利技术的荧光探针通过引入乙胺烷基链,可以改变荧光探针分子的整体水溶性,有利于其应用于水环境中,而在1,8-萘二甲酰亚胺单元上引入羟基和苯并噻唑,不但能够进一步提高荧光探针的水溶性,而且可以扩大共轭,并通过在更大的供体-受体分子中转移电荷带来更有效的发射行为,在567nm处发出强荧光。特别是整个荧光探针对毒死婢(cpf)具有选择性识别作用,通过两者之间的结合作用,可破坏其esipt效应,使发射峰蓝移至526nm处,产生比率型荧光变化,从而可以实现cpf的检测。

8、本专利技术还提供了一种荧光探针的制备方法,其包括以下步骤:

9、步骤一:将4-溴-1,8-萘二甲酸酐和乙胺进行取代反应i,得到中间体1;

10、步骤二:所述中间体1与n-羟基邻苯二甲酰亚胺进行取代反应ii,得到中间体2;

11、步骤三:所述中间体2与hmta进行duff甲酰化反应,得到中间体3;

12、步骤四:所述中间体3与2-氨基苯硫醇进行缩合-环化反应,即得;

13、其中,

14、中间体1结构式为:

15、中间体2结构式为:

16、中间体3结构式为:

17、作为一个优选的方案,所述取代反应i的条件为:在90~100℃,反应9~14h。取代反应i以1,4-二氧六环或乙醇为溶剂,进一步优选的溶剂为1,4-二氧六环。所述取代反应i的过程中,4-溴-1,8-萘二甲酸酐和乙胺的物质的量比优选为1:1.2~2。

18、作为一个优选的方案,所述取代反应ii的条件为:在碱催化作用下,在100~120℃,反应3~5h。该反应以n-羟基邻苯二甲酰亚胺作为自由基取代基团,碳酸钾作为催化剂,中间体1、k2co3和n-羟基邻苯二甲酰亚胺的物质的量之比优化为1:1~2:1~1.5。所述取代反应ii采用dmso作为反应溶剂。

19、作为一个优选的方案,所述duff甲酰化反应的条件为:以hmta为促进剂,在70~80℃,反应10~12h。中间体2和hmta物质的量比优选为1:2~3。所述duff甲酰化反应采用tfa作为反应溶剂。

20、作为一个优选的方案,所述缩合-环化反应的条件为:以对甲苯磺酸作为催化剂,在80~100℃,反应2~2.5h。所述缩合-环化反应过程中,中间体3、2-氨基苯硫醇、对甲苯磺酸物质的量比为1:1~1.2:1~1.2。所述缩合-环化反应采用dmf作为溶剂。

21、本专利技术还提供了一种荧光探针的应用,所述荧光探针应用于毒死蜱的检测。本专利技术的荧光探针对毒死蜱具有高选择性、高灵敏识别,且荧光信号变化明显,能够实现对毒死蜱的定量检测。

22、作为一个优选的方案,所述荧光探针应用于复杂溶液体系中毒死蜱的检测。

23、作为一个优选的方案,所述复杂溶液体系中包含na+、k+、ca2+、ni2+、mg2+、co32-、hco3-、so42-、s2o32-、so32-、hso3-、f-、no3-、trp、leu、ser、tyr、ala、his、吡虫啉、异丙威、多菌灵、草甘膦、敌敌畏、敌百虫、乐果、杀螟硫磷中至少一种;所述荧光探针对所述复杂溶液体系中毒死蜱具有选择性识别作用。

24、本专利技术的荧光探针对毒死蜱具有选择性识别作用,特异性强,如常见的离子和小分子物质以及其他农药并不影响荧光探针的信号比值变化。

25、相对现有技术,本专利技术技术方案带来的有益技术效果:

26、本专利技术的荧光探针不但具有稳定且优异的荧光性能,而且能够高选择性识别毒死蜱,可以实现对毒死蜱的定性和定量检测,为环境污染监测领域提供有效、便携、肉眼可观的荧光检测分子探针。

27、本专利技术的荧光探针的水溶性较好,有利于其在水溶液中的溶解分散,可以实现水溶液中样本的检测。

28、本专利技术的荧光探针可以实现毒死蜱的定量检测,且选择性强,一般的离子和小分子都不影响荧光探针的荧光性能和对毒死蜱的选择性识别作用。

29、本专利技术的荧光探针的制备方法操作简单、流程短、条件温和,成本低廉,有利于扩大生产。

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【技术保护点】

1.一种荧光探针,其特征在于:具有式1结构:

2.权利要求1所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:所述取代反应I的条件为:在90~100℃温度下,反应9~14h。

4.根据权利要求2所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:所述取代反应II的条件为:在碱催化作用下,在100~120℃,反应3~5h。

5.根据权利要求2所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:所述Duff甲酰化反应的条件为:以HMTA为促进剂,在70~80℃,反应10~12h。

6.根据权利要求2所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:所述缩合-环化反应的条件为:以对甲苯磺酸为促进剂,在80~100℃,反应2~2.5h。

7.权利要求1所述的一种荧光探针的应用,其特征在于:应用于毒死蜱的检测。

8.根据权利要求7所述的一种荧光探针的应用,其特征在于:应用于复杂溶液体系中毒死蜱的检测。

9.根据权利要求8所述的一种荧光探针的应用,其特征在于:所述复杂溶液体系中包含Na+、K+、Ca2+、Ni2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、SO42-、S2O32-、SO32-、HSO3-、F-、NO3-、Trp、Leu、Ser、Tyr、Ala、His、吡虫啉、异丙威、多菌灵、草甘膦、敌敌畏、敌百虫、乐果、杀螟硫磷中至少一种;所述荧光探针对所述复杂溶液体系中毒死蜱具有选择性识别作用。

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【技术特征摘要】

1.一种荧光探针,其特征在于:具有式1结构:

2.权利要求1所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:所述取代反应i的条件为:在90~100℃温度下,反应9~14h。

4.根据权利要求2所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:所述取代反应ii的条件为:在碱催化作用下,在100~120℃,反应3~5h。

5.根据权利要求2所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:所述duff甲酰化反应的条件为:以hmta为促进剂,在70~80℃,反应10~12h。

6.根据权利要求2所述的一种荧光探针的制备方法,其特征在于:所述缩合-环化反...

【专利技术属性】
技术研发人员:李银辉陈欣宁文蕾
申请(专利权)人:湘潭大学
类型:发明
国别省市:

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