本發(fā)明涉及一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針及其制備方法和應(yīng)用，屬于有機(jī)小分子熒光探針領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

一氧化碳（co）不僅是一種主要的大氣污染物，同時(shí)也與動(dòng)物和人類(lèi)的健康密切相關(guān)。一氧化碳在生物體內(nèi)主要以一氧化碳形式存在。空氣中少量的一氧化碳能夠促使植物葉片的氣孔開(kāi)放從而提高植物的光合作用率。有研究表明，空氣中一氧化碳的濃度過(guò)高，會(huì)顯著影響植物的生長(zhǎng)甚至?xí)档妥魑锂a(chǎn)量。盡管有研究表明一氧化碳能刺激神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，但是，當(dāng)其濃度較高時(shí)卻能引起呼吸系統(tǒng)疾病。一定量的一氧化碳對(duì)于那些對(duì)它敏感的人群來(lái)說(shuō)，會(huì)使他們過(guò)敏或是哮喘，從而導(dǎo)致呼吸困難、蕁麻疹、腸胃病等。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，大量的生礦物質(zhì)被煅燒加工，產(chǎn)生大量的一氧化碳，從而導(dǎo)致酸雨和很多環(huán)境問(wèn)題。這些對(duì)人體、環(huán)境的不利影響已經(jīng)引起越來(lái)越多的關(guān)注。

隨著現(xiàn)代生活水平的提高，人們對(duì)健康的關(guān)注度也日益提高。近年來(lái)，生物體內(nèi)一氧化碳的含量作為機(jī)體正常運(yùn)行的重要指標(biāo)，己經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。因此，快速定量檢測(cè)生物體內(nèi)一氧化碳的濃度具有十分重要的意義。因此，開(kāi)發(fā)有效的對(duì)于一氧化碳在食物定量安全檢測(cè)和安全監(jiān)管、臨床和環(huán)境應(yīng)用的方法是非常重要的。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法有很多，比如有滴定測(cè)量法、色譜法、電化學(xué)法、毛細(xì)管電泳法、流動(dòng)注射分析法，但上述方法大多涉及了繁瑣的操作手續(xù)，給實(shí)際操作帶來(lái)一定的困難。

近年來(lái)，作為卓越的檢測(cè)技術(shù)，熒光探針因?yàn)樗母哌x擇性、高敏感性及實(shí)時(shí)成像性，已經(jīng)越來(lái)越引起人們的高度關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于各種物質(zhì)的檢測(cè)。通常情況下，熒光探針檢測(cè)物質(zhì)是依靠于熒光強(qiáng)度的增加或消減，因此探針的濃度、儀器的效率、環(huán)境等因素都會(huì)影響信號(hào)的輸出。但是對(duì)于比率型熒光探針來(lái)說(shuō)，利用兩個(gè)不同波長(zhǎng)處熒光強(qiáng)度的變化，可以很好地消除這些因素。

目前檢測(cè)一氧化碳的熒光探針很少，并且已經(jīng)報(bào)導(dǎo)過(guò)得探針大都是基于pd的親核反應(yīng)，這些探針往往需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，大大限制了它們的應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)檢測(cè)一氧化碳的熒光探針是非常重要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針。該熒光探針本身的熒光很弱，加至水或有機(jī)溶劑后所得溶液為藍(lán)色，當(dāng)與一氧化碳作用后，溶液的顏色變淺，在657nm處的熒光逐漸增強(qiáng)。

本發(fā)明還提供了該熒光探針的制備方法，該合成方法簡(jiǎn)單，制備的產(chǎn)品產(chǎn)率高。

本發(fā)明還提供了該熒光探針的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針，所述探針?lè)肿邮綖閏44h40n4o8pd2，具有式（i）所示結(jié)構(gòu)：

（i）。

式（i）所示的化合物名稱為乙酰氧基（9-（二乙基氨基）-5-氧代-5h-苯并[a]吩惡嗪-1-基）鈀，簡(jiǎn)稱cop。

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的制備方法，包括以下步驟：

（1）將9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮與醋酸鈀溶于醋酸中，60℃反應(yīng)2-10h，得藍(lán)色固體；

（2）將藍(lán)色固體用乙醇重結(jié)晶，分離提純，得到式（i）所示化合物。

本發(fā)明檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的合成路線如下：

。

所述步驟（1）中，9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮與醋酸鈀的摩爾比為1：1-1.5。

所述步驟（1）中，醋酸的用量為每毫摩爾9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮使用10-70ml醋酸。

所述步驟（2）中，分離提純的具體方法為：將藍(lán)色固體用乙醇重結(jié)晶，旋轉(zhuǎn)蒸餾除去乙醇，將固體用二氯甲烷溶解，用二氯甲烷與甲醇的混合溶劑柱層析分離，得到式（i）所示化合物。

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的應(yīng)用，是將該熒光探針用于水體系、有機(jī)溶劑體系或生物體中識(shí)別和檢測(cè)一氧化碳。

以熒光增強(qiáng)、顏色發(fā)生明顯改變的方式檢測(cè)一氧化碳。該熒光探針在水體系、有機(jī)溶劑體系或生物體中能夠高選擇性識(shí)別一氧化碳，該探針本身的熒光在657nm處很弱，加入到水或有機(jī)溶劑后所得溶液為藍(lán)色，當(dāng)與一氧化碳作用后，溶液顏色變淺，在657nm處的熒光逐漸增強(qiáng)。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明檢測(cè)一氧化碳的熒光探針對(duì)一氧化碳檢測(cè)的選擇性高，高度識(shí)別，檢測(cè)靈敏高，而且現(xiàn)象明顯，便于識(shí)別。

2、本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，制備的產(chǎn)品產(chǎn)率高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例4中ph=7.4時(shí)，不同濃度一氧化碳條件下熒光探針的熒光光譜；其中最下面的曲線為不加入一氧化碳條件下的熒光曲線，曲線從下往上一氧化碳的濃度依次增加，最上面的曲線為濃度是30當(dāng)量（eq）時(shí)一氧化碳的熒光曲線。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例5中ph=7.4時(shí)，不同時(shí)間條件下一氧化碳熒光探針的熒光光譜；其中最下面的曲線為不加入一氧化碳條件下的熒光曲線，曲線從下往上加入一氧化碳的時(shí)間依次增加，最上面的曲線為4小時(shí)后一氧化碳探針的熒光曲線。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例6中加入不同生物活性小分子之后的熒光強(qiáng)度變化的對(duì)比圖。激發(fā)波長(zhǎng)為580nm，在657nm處的熒光強(qiáng)度對(duì)比；1-16分別代表n3^-、vc、ch3coo^-、br^-、no3^-、cl^-、gsh、hcy、s2o3^2-、so4^2-、ala、no2^-、s^2-、h2o2、no和co。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。

實(shí)施例中所用原料，如無(wú)特殊說(shuō)明均為常規(guī)市購(gòu)產(chǎn)品。

實(shí)施例1

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針，所述探針?lè)肿邮綖閏44h40n4o8pd2，具有式（i）所示結(jié)構(gòu)：

（i）。

式（i）所示的化合物名稱為乙酰氧基（9-（二乙基氨基）-5-氧代-5h-苯并[a]吩惡嗪-1-基）鈀，簡(jiǎn)稱cop。

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的制備方法，包括以下步驟：

（1）將9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮與醋酸鈀溶于醋酸中，60℃反應(yīng)2h，得藍(lán)色固體；

所述步驟（1）中，9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮與醋酸鈀的摩爾比為1：1.5。

所述步驟（1）中，醋酸的用量為每毫摩爾9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮使用10ml醋酸。

（2）將藍(lán)色固體用乙醇重結(jié)晶，分離提純，得到式（i）所示化合物，收率：20%。¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.72(d,j=9.4hz,2h),7.38(d,j=7.8hz,2h),6.78(d,j=7.5hz,2h),6.60(t,j=7.7hz,2h),6.34(d,j=9.5hz,2h),6.18(s,2h),6.05(s,2h),3.47(d,j=5.9hz,8h),2.29(s,6h),1.29(t,j=7.0hz,12h).¹³cnmr(101mhz,dmso-d6)δ188.53,174.42,157.48,157.38,155.60,152.99,148.55,136.09,135.90,128.27,125.48,118.57,118.40,114.60,110.89,101.90,49.60,17.75。

所述步驟（2）中，分離提純的具體方法為：將藍(lán)色固體用乙醇重結(jié)晶，旋轉(zhuǎn)蒸餾除去乙醇，將固體用二氯甲烷溶解，用二氯甲烷與甲醇的混合溶劑柱層析分離，得到式（i）所示化合物。

合成路線如下：

。

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的應(yīng)用，是將該熒光探針用于水體系、有機(jī)溶劑體系或生物體中識(shí)別和檢測(cè)一氧化碳。

實(shí)施例2

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針，所述探針?lè)肿邮綖閏44h40n4o8pd2，具有式（i）所示結(jié)構(gòu)：

（i）。

式（i）所示的化合物名稱為乙酰氧基（9-（二乙基氨基）-5-氧代-5h-苯并[a]吩惡嗪-1-基）鈀，簡(jiǎn)稱cop。

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的制備方法，包括以下步驟：

（1）將9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮與醋酸鈀溶于醋酸中，60℃反應(yīng)6h，得藍(lán)色固體；

所述步驟（1）中，9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮與醋酸鈀的摩爾比為1：1.2。

所述步驟（1）中，醋酸的用量為每毫摩爾9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮使用40ml醋酸。

（2）將藍(lán)色固體用乙醇重結(jié)晶，分離提純，得到式（i）所示化合物，收率：50%。

所述步驟（2）中，分離提純的具體方法為：將藍(lán)色固體用乙醇重結(jié)晶，旋轉(zhuǎn)蒸餾除去乙醇，將固體用二氯甲烷溶解，用二氯甲烷與甲醇的混合溶劑柱層析分離，得到式（i）所示化合物。

合成路線如下：

。

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的應(yīng)用，是將該熒光探針用于水體系、有機(jī)溶劑體系或生物體中識(shí)別和檢測(cè)一氧化碳。

實(shí)施例3

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針，所述探針?lè)肿邮綖閏44h40n4o8pd2，具有式（i）所示結(jié)構(gòu)：

（i）。

式（i）所示的化合物名稱為乙酰氧基（9-（二乙基氨基）-5-氧代-5h-苯并[a]吩惡嗪-1-基）鈀，簡(jiǎn)稱cop。

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的制備方法，包括以下步驟：

（1）將9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮與醋酸鈀溶于醋酸中，60℃反應(yīng)10h，得藍(lán)色固體；

所述步驟（1）中，9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮與醋酸鈀的摩爾比為1：1。

所述步驟（1）中，醋酸的用量為每毫摩爾9-（二乙基氨基）-5h-苯并[a]吩惡嗪-5-酮使用70ml醋酸。

（2）將藍(lán)色固體用乙醇重結(jié)晶，分離提純，得到式（i）所示化合物，收率：70%。

所述步驟（2）中，分離提純的具體方法為：將藍(lán)色固體用乙醇重結(jié)晶，旋轉(zhuǎn)蒸餾除去乙醇，將固體用二氯甲烷溶解，用二氯甲烷與甲醇的混合溶劑柱層析分離，得到式（i）所示化合物。

合成路線如下：

。

一種檢測(cè)一氧化碳的熒光探針的應(yīng)用，是將該熒光探針用于水體系、有機(jī)溶劑體系或生物體中識(shí)別和檢測(cè)一氧化碳。

實(shí)施例4

檢測(cè)一氧化碳的熒光探針與一氧化碳的滴定實(shí)驗(yàn)

在pbs緩沖液（ph=7.4）中，加入初始濃度為1mm的熒光探針，使得溶液中熒光探針的濃度為10μm。然后，依次加入不同量的初始濃度為1.00mm的一氧化碳，使得溶液中一氧化碳的濃度分別為5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、80μm、100μm、180μm、300μm，不加入一氧化碳作為對(duì)照，靜置0.5h使一氧化碳與本發(fā)明的熒光探針充分反應(yīng)。

用熒光光譜儀測(cè)試不同一氧化碳條件下的熒光光譜，激發(fā)波長(zhǎng)為580nm，發(fā)射波長(zhǎng)為657nm，檢測(cè)波長(zhǎng)為657nm，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，隨著一氧化碳濃度的增加，在657nm波長(zhǎng)下的熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。說(shuō)明本發(fā)明制備的檢測(cè)一氧化碳的熒光探針能夠?qū)σ谎趸歼M(jìn)行響應(yīng)。

實(shí)施例5

檢測(cè)一氧化碳的熒光探針與一氧化碳的響應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)

在pbs緩沖液（ph=7.4）中，加入初始濃度為1mm的熒光探針，使得溶液中熒光探針的濃度為10μm。然后，加入初始濃度為1.00mm的一氧化碳，使得溶液中一氧化碳的濃度為300μm，不加入一氧化碳作為對(duì)照，使一氧化碳與熒光探針充分反應(yīng)，不加co時(shí)的熒光強(qiáng)度為起點(diǎn)，加入co后每隔5min記錄一次熒光強(qiáng)度，最下面一條線是0min時(shí)的熒光強(qiáng)度，最上面一條線是110min時(shí)的熒光強(qiáng)度，記錄熒光強(qiáng)度隨著時(shí)間的變化。

用熒光光譜儀測(cè)試一氧化碳不同時(shí)間條件下的熒光光譜，激發(fā)波長(zhǎng)為580nm，發(fā)射波長(zhǎng)為657nm，檢測(cè)波長(zhǎng)為657nm，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨著加入一氧化碳時(shí)間的增加，在657nm波長(zhǎng)下的熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。說(shuō)明本發(fā)明制備的檢測(cè)一氧化碳的熒光探針能夠?qū)σ谎趸歼M(jìn)行響應(yīng)。

實(shí)施例6

檢測(cè)一氧化碳的熒光探針檢測(cè)一氧化碳的選擇性測(cè)試

如實(shí)施例4所述，在同樣測(cè)試條件下，向溶液中加入過(guò)量的其它生物活性小分子，測(cè)試加入不同生物活性小分子之后的熒光光譜，激發(fā)波長(zhǎng)為580nm，發(fā)射波長(zhǎng)為657nm，檢測(cè)波長(zhǎng)為657nm，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，1-16分別代表n3^-、vc、ch3coo^-、br^-、no3^-、cl^-、gsh、hcy、s2o3^2-、so4^2-、ala、no2^-、s^2-、h2o2、no和co。657nm處熒光強(qiáng)度只有一氧化碳明顯增強(qiáng)，其他生物活性小分子不對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生干擾，說(shuō)明本發(fā)明制備的檢測(cè)一氧化碳的熒光探針對(duì)一氧化碳具有較高的選擇性。