一種熒光增強(qiáng)型探針化合物的制備以及三價(jià)鉻離子檢測的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型熒光探針化合物的制備以及三價(jià)鉻離子檢測，屬于熒光探針技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]重金屬和過渡金屬廣泛存在于自然界中，然而大量的富集往往會對環(huán)境以及生物體造成嚴(yán)重的重金屬污染。鉻離子作為人體必需的微量元素之一，對人體的正常新陳代謝起著重要作用。比如，鉻離子也可以防止細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的基因突變、調(diào)節(jié)糖類和脂質(zhì)的代謝、降低血液中膽固醇和甘油三脂的水平。鉻的不足也易導(dǎo)致動脈硬化、糖尿病等嚴(yán)重疾病發(fā)生。相反，鉻的過量攝取卻會造成中毒，引起腎臟、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)等方面的病變。在工業(yè)上，鉻及其化合物也被廣泛用于冶金、電鍍、皮革、顏料、印染、涂料等工業(yè)生產(chǎn)中，大量廢氣、廢液的排放往往導(dǎo)致其以離子形態(tài)進(jìn)入生態(tài)環(huán)境。因此，準(zhǔn)確監(jiān)測環(huán)境及生物體中的鉻離子水平具有重要意義。
[0003]常用的鉻離子識別和測定方法主要有分光光度法、高效液相分析法、原子吸收法等，這些傳統(tǒng)的測試方法往往具有選擇性差、預(yù)處理復(fù)雜、需要昂貴的儀器等缺點(diǎn)。近年來，熒光光譜法由于具有儀器設(shè)備簡單、靈敏度高、檢測限低、方便快捷等特點(diǎn)已成為重金屬離子監(jiān)測的最有效手段之一。目前，熒光探針已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多重大疾病的影像學(xué)和臨床診斷研宄中。因此，設(shè)計(jì)、合成具有高選擇性和高靈敏度的、可用于監(jiān)測鉻離子的新型熒光分子探針已成為科研人員廣泛關(guān)注的熱門研宄課題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)CN103387830A提供一種鉻離子熒光探針化合物及其制備方法，但是所述熒光探針的設(shè)計(jì)合成復(fù)雜、熒光量子產(chǎn)率不高、檢測限不夠低，因此難以達(dá)到當(dāng)前科學(xué)研宄以及實(shí)際應(yīng)用的要求?；谝陨喜蛔?，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的熒光探針具有以下優(yōu)勢:僅需三步簡單的合成；測試樣品前處理簡單；探針分子穩(wěn)定性高；對目標(biāo)離子響應(yīng)速度快；選擇性和靈敏度高；檢測限低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種三價(jià)鉻離子熒光探針化合物，可以靈敏檢測三價(jià)鉻離子。
[0006]本發(fā)明還提供所述檢測三價(jià)鉻離子熒光探針化合物的制備方法與應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種三價(jià)鉻離子熒光探針化合物，具有圖1中的化合物I。
[0008]本發(fā)明所述的三價(jià)鉻離子熒光探針化合物的制備方法，包括如下步驟:
(I)將氰基聯(lián)苯酚與無水氯化鎂、無水三乙胺混合溶于無水乙腈中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入多聚甲醛并攪拌回流，得到圖2中的產(chǎn)物II。
[0009](2)上步制得化合物II與2-氯甲基吡啶鹽酸鹽、無水碳酸鉀、碘化鉀混合溶于乙腈中，攪拌回流，得到圖3中的產(chǎn)物III。
[0010](3)上步制得化合物III與菲醌、乙酸銨混合溶于乙醇中，加入乙酸作催化劑，反應(yīng)回流，得到圖4中的產(chǎn)物I。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(I)所述氰基聯(lián)苯酚、無水氯化鎂、無水三乙胺、多聚甲醛的摩爾比為2:3:8:30 ；
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)所述2-氯甲基吡啶鹽酸鹽、化合物I1、無水碳酸鉀、碘化鉀的摩爾比為2:2:10:1;
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(3)所述菲醌、乙酸銨、化合物III的摩爾比為1:10:1。
[0012]更為詳細(xì)的，所述的三價(jià)鉻離子熒光探針化合物的制備方法，步驟如下:
(a)取氰基聯(lián)苯酚0.31克、無水氯化鎂0.22克置于燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)，在加入0.61克無水三乙胺和20毫升乙腈，攪拌使其混合均勻，加入多聚甲醛0.66克，加熱回流6小時(shí)。反應(yīng)停止后，加入少量水淬滅，過量稀鹽酸酸化，混合物用乙酸乙酯萃取3次，干燥，硅膠柱純化，得產(chǎn)物II。
[0013](b)取樣品II 1.1克，2-氯甲基吡啶鹽酸鹽0.82克，無水碳酸鉀2.5克，碘化鉀0.36克，共同置于燒瓶中，并加入35毫升乙腈溶解。加熱回流6小時(shí)后，停止反應(yīng)，過濾除去無機(jī)鹽，得到的粗產(chǎn)物濃縮，硅膠柱純化，得產(chǎn)物III。
[0014](C)取菲醌0.04克，乙酸銨0.16克共同置于15毫升乙醇中，再加入1.5毫升二氯甲烷。待全溶后，稍冷，加入樣品III和一滴乙酸。反應(yīng)2小時(shí)后，濾膜抽濾，乙醇洗滌得產(chǎn)物探針I(yè)。
[0015]本發(fā)明所述的三價(jià)鉻離子熒光探針化合物的應(yīng)用，可廣泛用于土壤或水體中的三價(jià)絡(luò)尚子含量。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述熒光探針用于在pH=7.0的N，N-二甲基甲酰胺和水體積比1:1的溶液中三價(jià)鉻離子的快速檢測。在50% N，N-二甲基甲酰胺溶液中最低可探測的鉻離子濃度為10〃 mol/Lo
[0017]本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所述熒光探針在pH=7.0的N，N- 二甲基甲酰胺和水體積比1:1的溶液中，用波長300 nm的光作為激發(fā)波長，在波長為412 nm處具有弱的熒光，一旦加入絡(luò)離子，溶液在412 nm處熒光迅速增強(qiáng)，而其他金屬離子加入后溶液的熒光沒有明顯變化，對鉻離子具有很高的選擇性，如圖1所示。
[0018]將本發(fā)明的熒光探針化合物加入含有50% N, N-二甲基甲酰胺的水溶液中，配成熒光探針化合物濃度為20微摩爾每升的溶液，用HEPES緩沖溶液調(diào)節(jié)pH=7.0，加入不同濃度的鉻離子，用波長300 nm的光激發(fā)，在波長412 nm處的熒光依次增強(qiáng)。得出工作曲線如圖2所示，通過測定待測樣品的熒光強(qiáng)度，就可以定量的計(jì)算出鉻離子的濃度。
[0019]本發(fā)明的熒光探針具有以下優(yōu)勢:僅需三步簡單的合成；測試樣品前處理簡單；探針產(chǎn)物穩(wěn)定性高；對目標(biāo)離子響應(yīng)速度快；選擇性和靈敏度高；檢測限低。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1熒光探針分子結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2化合物II分子制備及結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2化合物III分子制備及結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2化合物I分子制備及結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1熒光離子探針在含有50% N, N- 二甲基甲酰胺的水溶液中(pH=7.0)，與不同金屬離子作用后的熒光強(qiáng)度，對鉻離子有高選擇性。
[0025]圖6為本發(fā)明的熒光探針與不同濃度的三價(jià)鉻離子的熒光強(qiáng)度工作曲線圖。
[0026]圖7為本發(fā)明的熒光探針的核磁圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但不限于此。實(shí)施例中的各種原料均來自于市場購買。
[0028]實(shí)施例1、中間產(chǎn)物II的合成實(shí)驗(yàn)
取氰基聯(lián)苯酚0.31克、無水氯化鎂0.22克置于燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)，在加入0.61克無水三乙胺和20毫升乙腈，攪拌使其混合均勻，加入多聚甲醛0.66克，加熱回流6小時(shí)。反應(yīng)停止后，加入少量水淬滅，過量稀鹽酸酸化，混合物用乙酸乙酯萃取3次，干燥，硅膠柱純化，得產(chǎn)物