本發(fā)明涉及一種含有聚酰胺胺-蒽基席夫堿的熒光探針化合物及其制備方法和用途，屬于金屬離子檢測(cè)和熒光分子探針領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

金屬是生物體的必需品，因?yàn)樗鼈冊(cè)诎ㄐ玛惔x、應(yīng)激性和適應(yīng)性在內(nèi)的許多基本過程中起著關(guān)鍵作用。一些微量元素在低濃度時(shí)對(duì)關(guān)鍵的生理過程非常重要，但在高濃度下會(huì)引起健康問題。除此之外，有些重金屬，例如汞，即使在較低濃度下也會(huì)對(duì)有機(jī)體造成嚴(yán)重?fù)p害，它被環(huán)境保護(hù)署(epa)認(rèn)為是一種非常危險(xiǎn)的元素。汞離子對(duì)人類的危害與其化學(xué)性質(zhì)是密切相關(guān)的。hg²⁺對(duì)蛋白質(zhì)和酶的巰基具有高的親和性，過量的汞將損害人類的中樞神經(jīng)、dna，細(xì)胞分裂以及內(nèi)分泌系統(tǒng)。所以簡(jiǎn)單、有效、快速地檢測(cè)hg²⁺的方法是非常重要的。

目前對(duì)hg²⁺測(cè)定方法的研究已有不少報(bào)道，但也存在著儀器昂貴、分析成本高等缺點(diǎn)。熒光檢測(cè)法具有靈敏度高、選擇性專一、響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，備受人們的青睞。近年來，熒光探針的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。熒光探針是利用探針與目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合前后熒光性質(zhì)的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的識(shí)別檢測(cè)，具有選擇性好、靈敏度高、實(shí)時(shí)原位檢測(cè)、操作方法簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種含有聚酰胺胺-蒽基席夫堿的熒光探針化合物及其制備方法和用途。所要解決的技術(shù)問題是通過分子設(shè)計(jì)合成能夠檢測(cè)識(shí)別hg²⁺的熒光探針。

由于熒光探針的識(shí)別性能與探針分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，所以本發(fā)明基于c＝n異構(gòu)化機(jī)理，以9-蒽醛為熒光發(fā)色團(tuán)母體，乙醇胺為核、末端為肼基的0代聚酰胺胺提供配位所需的o和n原子，設(shè)計(jì)并合成了一種新型分子結(jié)構(gòu)的熒光探針化合物。

本發(fā)明含有聚酰胺胺-蒽基席夫堿的熒光探針化合物，其結(jié)構(gòu)式見下式1：

本發(fā)明含有聚酰胺胺-蒽基席夫堿的熒光探針化合物的制備方法，是由基于聚酰胺胺的肼與9-蒽醛進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

所述基于聚酰胺胺的肼為乙醇胺為核、末端為肼基的0代聚酰胺胺，結(jié)構(gòu)式為：

本發(fā)明含有聚酰胺胺-蒽基席夫堿熒光探針化合物的制備方法，包括如下步驟：

稱取基于聚酰胺胺的肼1.0mmol溶于5ml無水乙醇中，9-蒽醛2.2mmol溶于50ml無水乙醇中，攪拌溶解后混合于反應(yīng)器中，加入兩滴冰醋酸作催化劑，升溫至80℃回流反應(yīng)6h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，抽濾，無水乙醚洗滌，無水乙醇重結(jié)晶，抽濾、洗滌并干燥，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

本發(fā)明目標(biāo)產(chǎn)物的合成路線如下：

本發(fā)明含有聚酰胺胺-蒽基席夫堿熒光探針化合物的用途，是在定性或定量檢測(cè)hg²⁺時(shí)作為檢測(cè)試劑的應(yīng)用。

本發(fā)明含有聚酰胺胺-蒽基席夫堿熒光探針化合物的應(yīng)用，是將所述熒光探針化合物作為檢測(cè)試劑使用，在含水介質(zhì)中進(jìn)行熒光光譜測(cè)定，通過熒光強(qiáng)度的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)hg²⁺的定性或定量檢測(cè)。

所述含水介質(zhì)為乙腈和水按體積比1：1構(gòu)成的混合溶液。

本發(fā)明目標(biāo)產(chǎn)物具有c＝n結(jié)構(gòu)，含有蒽基的聚酰胺胺席夫堿衍生物，其分子結(jié)構(gòu)特征是席夫堿化合物結(jié)構(gòu)中乙醇胺為核的聚酰胺胺提供親水的羥基以及o和n等配位原子，可以在含水介質(zhì)中與一些金屬離子結(jié)合形成配位分子，產(chǎn)生特定的熒光現(xiàn)象。

本發(fā)明熒光探針化合物可用于識(shí)別和檢測(cè)hg²⁺離子。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明熒光探針化合物具有高選擇性和較好的抗干擾能力，可以通過熒光光譜法實(shí)現(xiàn)僅對(duì)hg²⁺離子的識(shí)別，同時(shí)對(duì)hg²⁺離子識(shí)別不受其他金屬離子的影響。

本發(fā)明熒光探針化合物可用于在含水介質(zhì)中對(duì)hg²⁺離子的快速識(shí)別、定量檢測(cè)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明熒光探針化合物l在乙腈和水體積比為1：1的混合溶液中加入不同金屬離子的熒光光譜(λex＝385nm)。

圖2為本發(fā)明熒光探針化合物l在乙腈和水體積比為1：1的混合溶液中hg²⁺的熒光滴定光譜(λex＝385nm)。

圖3為本發(fā)明熒光探針l在乙腈和水體積比1:1的混合溶液中在480nm處的熒光強(qiáng)度與hg²⁺濃度的關(guān)系(λex＝385nm)。

圖4為本發(fā)明熒光探針化合物l在乙腈和水體積比為1：1的混合溶液中金屬離子選擇性和抗干擾柱狀圖；代表l乙腈溶液中加入不同金屬離子的熒光強(qiáng)度；代表在乙腈和水體積比為1：1的混合溶液中加入不同金屬離子和hg²⁺離子的熒光強(qiáng)度(λem＝480nm)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可以通過以下的實(shí)施例進(jìn)一步說明，但不僅僅局限于實(shí)施例。

實(shí)施例1：本發(fā)明熒光探針化合物(l)的合成

稱取基于聚酰胺胺的肼0.233g(1.0mmol)溶于5ml無水乙醇中，9-蒽醛0.453g(2.2mmol)溶于50ml無水乙醇中，攪拌溶解后混合于反應(yīng)器中，加入兩滴冰醋酸作催化劑，升溫至80℃回流反應(yīng)6h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，抽濾，無水乙醚洗滌，無水乙醇重結(jié)晶，抽濾、洗滌并干燥，得到目標(biāo)產(chǎn)物0.297g，產(chǎn)率79.5％。

ft-ir(kbr，cm^-1)：3413(o-h伸縮振動(dòng))，3197，3056(苯環(huán)上的c-h伸縮振動(dòng))，2945(-ch2伸縮振動(dòng))，1657，1557(苯環(huán)的c＝c伸縮振動(dòng))，1371(-c-h彎曲振動(dòng))，

¹hnmr(400mhz,dmso-d6):11.44(d,j＝36.0hz,2h),9.24(dd,j＝47.0,17.1hz,4h),8.86–8.33(m,4h),8.09(dt,j＝28.0,14.3hz,6h),7.72–7.25(m,6h),3.30(d,j＝9.6hz,2h),2.90(dd,j＝27.3,6hz,4h),2.73–2.24(m,6h)

esi-ms:m/z理論值610.27for[c38h35n5o3+h]⁺,實(shí)測(cè)值610.28.

實(shí)施例2：熒光探針化合物l的熒光光譜測(cè)定

準(zhǔn)確稱量熒光探針化合物l質(zhì)量30.5mg，溶解并配制成濃度為1.0×10^-2mol/l的dmf儲(chǔ)備溶液；用乙腈和水體積比為1：1的混合溶液將儲(chǔ)備液稀釋成濃度為1.0×10^-5mol/l的待測(cè)溶液。取3ml濃度為1.0×10^-5mol/l的待測(cè)溶液于石英比色皿中，然后分別加入12μl濃度為1.0×10^-2mol/l的各種金屬離子(na⁺，k⁺，ag⁺，ca²⁺，mg²⁺，mn²⁺，cd²⁺，cr³⁺，cu²⁺，ni²⁺，co²⁺，fe³⁺，fe²⁺，hg²⁺)溶液，搖勻，1分鐘后在λ＝385nm的激發(fā)波長(zhǎng)下測(cè)定其熒光發(fā)射光譜(如圖1所示)，結(jié)果顯示沒有加入金屬離子時(shí)，熒光探針化合物l在λ＝480nm處有個(gè)較強(qiáng)的熒光峰，hg²⁺離子的加入對(duì)熒光探針化合物l在480nm處熒光發(fā)光峰具有明顯的熒光淬滅效應(yīng)。加入hg²⁺后，熒光探針化合物l的熒光峰強(qiáng)度降低了約6倍；而其它金屬離子如：na⁺，k⁺，ag⁺，ca²⁺，cu²⁺，mg²⁺，mn²⁺，zn²⁺，cd²⁺，ni²⁺，co²⁺，fe²⁺，hg²⁺熒光強(qiáng)度均無明顯變化。

實(shí)施例3：熒光探針化合物l的熒光光譜滴定實(shí)驗(yàn)及檢測(cè)限的測(cè)定

取3ml濃度為1.0×10^-5mol/l的待測(cè)溶液于石英比色皿中，分別加入6、12、18、24、30、36、42、48、54、60、66、72μl濃度為1.0×10^-3mol/l的hg²⁺離子水溶液，搖勻，平衡后測(cè)定溶液的熒光光譜(如圖2所示)，隨著hg²⁺離子的加入，熒光探針化合物l在λex＝385nm激發(fā)下的熒光強(qiáng)度逐漸降低。通過離子濃度與熒光強(qiáng)度的關(guān)系曲線(如圖3所示)可知，在0.2×10^-6～1.8×10^-5mol/l范圍內(nèi)，hg²⁺離子濃度與熒光強(qiáng)度呈較好的線性關(guān)系(r＝0.99)，熒光探針化合物l對(duì)hg²⁺離子的檢測(cè)限為4.24×10^-7mol/l。

實(shí)施例3：熒光探針化合物l對(duì)hg²⁺離子識(shí)別的選擇性和抗干擾性

取3ml濃度為1.0×10^-5mol/l的待測(cè)溶液于石英比色皿中，加入3μl濃度為1.0×10^-2mol/l的hg²⁺離子后，再分別加入3μl濃度為1.0×10^-2mol/l的各種金屬離子(na⁺，k⁺等)溶液，搖勻，1分鐘后在λ＝385nm的激發(fā)波長(zhǎng)下測(cè)定其熒光發(fā)射光譜，結(jié)果顯示加入其它金屬離子如：na⁺，k⁺等均對(duì)熒光探針化合物l的熒光強(qiáng)度幾乎沒有影響(如圖4所示)，這就表明了熒光探針化合物l對(duì)hg²⁺離子識(shí)別具有較高的選擇性和較好的抗干擾能力。