專利名稱：基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于探針技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
糖類包括單糖，二糖，低聚糖和多糖是生命體的重要組成部分和能量的主要來源，因此對糖類的檢測在醫(yī)學(xué)診斷，食品工藝和生物科學(xué)領(lǐng)域有著重要的意義卜3。其中較早的檢測糖類的方法是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的酶電極4。另外，帶有熒光染料和螯合基團的化學(xué)傳感器也越來越受到人們的關(guān)注5’6。尤其是帶有硼酸的受體已經(jīng)用于糖類傳感器中， 因為中性結(jié)構(gòu)的硼酸是Sp2雜化，平面三角型結(jié)構(gòu)，缺電子的路易斯酸能夠與碳水化合物中1，2或1，3 二醇在非水溶液或堿性溶液中快速并且可逆的形成五元或六元酯7’8。在特定的PH下，硼酸與糖類形成的酯類化合物降低了 PKa使得形成了陰離子的硼酸化合物。陰離子的硼酸基團是多電子Sp3雜化的四面體結(jié)構(gòu)。當(dāng)硼酸與熒光團結(jié)合后，中性的硼酸是吸電子基團而陰離子形式則是供電子基團。為了設(shè)計基于硼酸的光化學(xué)傳感器來檢測糖類化合物，選擇的染料在于分析物作用后應(yīng)該是能有明顯的光化學(xué)變化的。Sandanayake和Shinkai在1994年報道了基于叔胺與硼酸基團相互作用的ICT機理的色敏傳感器。同時，含有硼酸基團的熒光傳感器也已經(jīng)成為最靈敏最可用的方法之一，基于的原理有提高分子剛性，光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(PET)機理，激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移(CT)機理。基于PET原理的傳感器一般包含一個熒光團和一個受體分子中間由短鏈連接。Yoon和Czarnik首次報道了蒽染料上修飾硼酸來檢測糖類化合物9。Wulff組意識到在鄰位氨基節(jié)苯硼酸中能形成B-N鍵1CI。James和Cooper研究了糖結(jié)合硼酸后對B-N鍵強度的影響n。Shinkai組制備出了基于內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移(ICT)機理來檢測糖類的熒光傳感器12。王冰河組已經(jīng)報道了新的水溶性的硼酸熒光探針并基于ICT原理來檢測糖類物質(zhì)，在加入50mM果糖后有41倍熒光強度的增加13。DiCesare等人利用聚苯乙烯和帶有硼酸的聯(lián)芐吡啶之間離子對相互作用來檢測糖類化合物14?；跓晒獾膫鞲畜w系要求在感興趣濃度范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定，可逆并且響應(yīng)時間較快。優(yōu)化熒光團的性質(zhì)包括有較大的吸光系數(shù)，在與分析物結(jié)合后有較高量子產(chǎn)率(大于0. I)，合適的激發(fā)和發(fā)射波長來降低背景信號，較好的化學(xué)性質(zhì)和光穩(wěn)定性。不同的生色團和熒光團能夠與硼酸結(jié)合，然而基于氟硼二吡咯-苯硼酸(B0DIPY-PBA)的探針很少有報道15。BODIPY染料熒光較強，光穩(wěn)定性好，光譜發(fā)射帶寬較窄，也可以對其結(jié)構(gòu)進行修飾16。目前很少有報道用基于硼酸染料的親脂性高分子傳感膜來檢測糖類化合物17，盡管這樣的膜被廣泛的用于萃取水溶液中的糖類化合物18。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是提供一種基于基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜。本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題，是提供上述傳感膜的制備方法。本發(fā)明最后要解決的技術(shù)問題，是提供上述傳感膜的應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜，它包括如下重量百分比的組分
氟硼二吡咯-苯硼酸(BODIPY-PBA)0.18%；
三十二烷基甲基氯化銨(TDMACl)0.14%； 聚氣乙烯(PVC)33.23 %:
2-硝基苯基:iK辛隨(NPOE)補足至100%。其中，所述的氟硼二吡咯-苯硼酸為具有如下通式的化合物
'F V R2
P~4~~OH其中，R1為-L- -b'
O \、或 OH.其中，R2為-CH3,或其中，所述的氟硼二吡咯-苯硼酸優(yōu)選為8-苯硼酸頻那醇酯-1，3，5，7-四甲基_4，4- 二氟-4-硼-3a，4a- 二氮雜對稱引達省(化合物2a)、或8-苯硼酸_1，3，5，7_四甲基_4，4- 二氟-4-硼-3a，4a- 二氮雜對稱引達省(化合物2b)、或8-苯硼酸-1，3，7-三甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯)-4，4- 二氟-4-硼-3a，4a- 二氮雜對稱引達省(化合物4b);最優(yōu)選8-苯硼酸-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省(化合物2b)。
權(quán)利要求
1.一種基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜，其特征在于，它包括如下重量百分比的組分氟賴二吡咯-苯硼酸0.18%;三十二烷基甲基氣化銨0.14% ；聚氯乙烯33.23 %；2-硝基苯基正辛醚補足至100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜，其特征在于，所述的氟硼二吡咯-苯硼酸為具有如下通式的化合物
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜，其特征在于，所述的氟硼二吡咯-苯硼酸為8-苯硼酸頻那醇酯-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省、或8-苯硼酸-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省、或8-苯硼酸-1，3，7-三甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯)-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜，其特征在于，所述的氟硼二吡咯-苯硼酸為8-苯硼酸頻那醇酯-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省按如下方法制備得到將70mmol對溴苯甲醛和16mL 2，4- 二甲基吡咯和50ml 二氯甲烷在氮氣保護，冰水浴下攪拌；逐滴滴加三氟乙酸，滴完后自然升溫至室溫，避光反應(yīng)6小時；加70mmol 二氯二氰基苯醌繼續(xù)反應(yīng)2小時，滴加N，N-異丙基乙胺90mL和IOOmL三氟化硼乙醚，避光反應(yīng)4h，反應(yīng)混合物水洗，干燥，蒸干溶劑；過柱子得到橘黃色固體為8-溴-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省，將Immol8-溴-I, 3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼-3a, 4a- 二氮雜對稱引達省、I. 17mmol聯(lián)硼酸頻那醇酯、I. 53mmol醋酸鉀和0. 005mmol Pd(dppf)Cl2溶解在5mL的THF中，在氮氣保護，力口熱回流過夜，反應(yīng)液蒸干溶劑后用乙酸乙酯溶解，水洗，干燥，蒸干溶劑得到橘黃色固體即為8-苯硼酸頻那醇酯-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜，其特征在于，所述的8-苯硼酸-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省按如下方法制備得到將70mmol對溴苯甲醛和16mL2，4- 二甲基吡咯和50ml 二氯甲烷在氮氣保護，冰水浴下攪拌；逐滴滴加三氟乙酸，滴完后自然升溫至室溫，避光反應(yīng)6小時；加70mmol 二氯二氰基苯醌繼續(xù)反應(yīng)2小時，滴加N，N- 二異丙基乙胺90mL和IOOmL三氟化硼乙醚，避光反應(yīng)4h，反應(yīng)混合物水洗，干燥，蒸干溶劑；過柱子得到橘黃色固體為8-溴-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼-3a，4a- 二氮雜對稱引達省，將Immol 8-溴-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼-3a, 4a- 二氮雜對稱引達省、I. 17mmol聯(lián)硼酸頻那醇酯、I. 53mmol醋酸鉀和0. 005mmol Pd(dppf)Cl2溶解在5mL的THF中，在氮氣保護，加熱回流過夜，反應(yīng)液蒸干溶劑后用乙酸乙酯溶解，水洗，干燥，蒸干溶劑得到橘黃色固體即為8-苯硼酸頻那醇酯-I, 3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼-3a, 4a- 二氮雜對稱引達??；再將0. 5mmol 8-苯硼酸頻那醇酯-I, 3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼-3a, 4a- 二氮雜對稱引達省、I. 50mmolNaIO4和6mL 0. IM HCl在20mL THF中攪拌過夜；反應(yīng)液蒸干溶劑，用乙酸乙酯溶解，水洗，蒸干溶劑，得橘黃色固體，乙酸乙酯和石油醚重結(jié)晶，得產(chǎn)物即為8-苯硼酸-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a, 4a- 二氮雜對稱引達省。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜，其特征在于，所述的8-苯硼酸-1，3，7-三甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯)_4，4- 二氟-4-硼_3a，4a_ 二氮雜對稱引達省按如下方法制備得到將70mmol對溴苯甲醛和16mL 2，4- 二甲基吡咯和50ml二氯甲烷在氮氣保護，冰水浴下攪拌；逐滴滴加三氟乙酸，滴完后自然升溫至室溫，避光反應(yīng)6小時；加70mmol 二氯二氰基苯醌繼續(xù)反應(yīng)2小時，滴加N，N-二異丙基乙胺90mL和IOOmL三氟化硼乙醚，避光反應(yīng)4h，反應(yīng)混合物水洗，干燥，蒸干溶劑；過柱子得到橘黃色固體為8-溴-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達??；將2. 5mmol8-溴-1，3，5，7-四甲基-4，4- 二氟-4-硼_3a，4a- 二氮雜對稱引達省、2. 5mmol對甲氧基苯甲醛、催化量對甲苯磺酸、哌啶3ml，溶于干燥的甲苯中，140°C微波反應(yīng)Ih ;反應(yīng)液水洗，干燥后過柱，得到500mg紫色固體為8-溴-1，3，7-三甲基-5- (4-甲氧基苯乙烯)-4，4- 二氟-4-硼-3a，4a-二氮雜對稱引達?。粚?.87臟01 8-溴-1，3，7-三甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯)-4，4- 二氟-4-硼-3a, 4a- 二氮雜對稱引達省、I. 08mmol聯(lián)硼酸頻那醇酯、I. 29mmol醋酸鉀、0. 004mmol Pd(dppf)Cl2,加入5ml四氫呋喃溶解,氮氣保護,加熱回流過夜；反應(yīng)液蒸干溶劑后用乙酸乙酯溶解，水洗，干燥，蒸干溶劑得到440mg紫色固體為8-苯硼酸頻那醇酯-I, 3，7，-三甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯)-4，4- 二氟-4-硼-3a, 4a- 二氮雜對稱引達省；將0. 21mmol 8-苯硼酸頻那醇酯-1，3，7，-三甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯)_4，4-二氟-4-硼-3a, 4a- 二氮雜對稱引達省和0. 105mmol 二乙醇胺加到30ml乙醚中，室溫攪拌0. 5小時；洗滌深紫色沉淀，然后加到30ml乙醚和30ml 0. IM HCl溶液中；反應(yīng)完全后蒸干溶劑，用乙酸乙酯萃取水層，干燥，蒸干溶劑得紫色固體即為8-苯硼酸-1，3，7-三甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯)-4，4- 二氟-4-硼-3a，4a- 二氮雜對稱引達省。
7.權(quán)利要求I所述的基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜的制備方法，其特征在于，將配方量的氟硼二吡咯-苯硼酸、三十二烷基甲基氯化銨、聚氯乙烯和2-硝基苯基正辛醚混合，用有機溶劑溶解，充分混勻后在基質(zhì)上均勻涂膜，室溫避光干燥成型即得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜的制備方法，其特征在于，所述的有機溶劑為四氫呋喃或二甲基亞砜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜的制備方法，其特征在于，所述的基質(zhì)為U型96孔板、或光纖、或石英片、或不被所用有機溶劑溶解的透光性塑料基底。
10.權(quán)利要求I所述的基于氟硼ニ吡咯的硼酸熒光傳感膜在單糖檢測中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜，它包括如下重量百分比的組分氟硼二吡咯-苯硼酸0.18%；三十二烷基甲基氯化銨0.14%；聚氯乙烯33.23%；2-硝基苯基正辛醚補足至100%。本發(fā)明還公開了上述基于氟硼二吡咯-苯硼酸的熒光傳感膜的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明通過全新的合成路線制備出了系列BODIPY-PBA衍生物，這些BODIPY-PBA有不同的發(fā)射波長并且有較高的量子產(chǎn)率。將BODIPY-PBA應(yīng)用于熒光探針，在均相和高分子光學(xué)傳感膜中可以用于檢測單糖，對果糖的選著性特別好，響應(yīng)時間很快(20分鐘)，同時在均相中可以用于直接檢測糖原。
文檔編號C07F5/04GK102735667SQ201210218590
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者潘婷, 秦玉, 翟晶瑩 申請人:南京大學(xué)