一種鈀離子熒光探針及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可用于定量檢測(cè)鈀離子的比率型熒光探針，屬于染料化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于環(huán)境和活體內(nèi)檢測(cè)重金屬和過(guò)渡金屬熒光探針具有十分重要的意義。特別是 金屬鈀作為稀有過(guò)渡金屬，經(jīng)常應(yīng)用于催化反應(yīng)、染料電池和珠寶首飾等領(lǐng)域。盡管金屬鈀 在這些應(yīng)用中扮演著十分重要的角色，但是環(huán)境中的鈀離子進(jìn)入生物體后會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生 傷害，它可以與DNA、蛋白質(zhì)和其他生物分子與生物過(guò)程結(jié)合，從而干擾正常生理過(guò)程的進(jìn) 行。
[0003] 因此，發(fā)明一些高選擇性和高敏感度的分析方法用于鈀離子的檢測(cè)非常有必要。 一些經(jīng)典的用于定性檢測(cè)鈀離子的分析方法主要有原子吸收光譜法（AAS)、電感耦合等離 子體質(zhì)譜（ICP-MS)、固相微萃取-高效液相色譜法和X射線熒光。此外，熒光成像作為一 種新型的分析手段，因其高選擇性和高靈敏度而受到研宄者的廣泛關(guān)注。近期的研宄成果 表明，比率熒光信號(hào)優(yōu)于熒光強(qiáng)度響應(yīng)信號(hào)，提高了靈敏度，引入自動(dòng)校準(zhǔn)功能，可實(shí)現(xiàn) 定量檢測(cè)，從而可以提高動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍和內(nèi)置校正，減小外部環(huán)境的影響，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確 性。
[0004] 目前，用于檢測(cè)鈀離子的熒光探針具有以下兩方面的局限性：（1)只是單純的 off-on體系，很難排出環(huán)境的干擾；（2)檢測(cè)波長(zhǎng)較低，容易損傷細(xì)胞和組織。針對(duì)鈀探針 以上兩點(diǎn)局限，我們根據(jù)金屬鈀和雙鍵具有配位作用的特性，設(shè)計(jì)合成了一種以異佛爾酮 為母核的紅光熒光探針，它可以通過(guò)比色和比率檢測(cè)兩種方式來(lái)對(duì)鈀離子進(jìn)行定量檢測(cè)。 探針在加入鈀離子之后，橙色熒光消失，紅色熒光生成，探針的飽和響應(yīng)時(shí)間為30分鐘，并 且檢測(cè)極限能達(dá)到13. 16nM。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于合成一種發(fā)射紅光的新型鈀離子熒光探針，對(duì)鈀離子進(jìn)行定量 檢測(cè)。
[0006] 本發(fā)明的所合成的鈀離子熒光探針的結(jié)構(gòu)式如下：
[0008] 該鈀離子熒光探針的制備方法，包括如下步驟：
[0009] (1)2-(3, 5, 5-三甲基環(huán)己-2-烯基）-丙二腈的合成：在反應(yīng)器中，按摩爾比 (異佛爾酮/丙二腈=1/1)加入異佛爾酮和丙二腈，以乙醇為溶劑、哌啶為催化劑，在 80°C-10(TC下反應(yīng)8-10小時(shí)，減壓蒸餾除去溶劑，得到粗產(chǎn)品。用硅膠柱色譜提純，得到 2_ (3, 5, 5_二甲基環(huán)己_2_條基）-丙二臆。
[0010] (2) (E)-2-(3-(4-氨基苯乙烯基）-5, 5-二甲基環(huán)己-2-烯基）丙二腈的合成：在 反應(yīng)器中，加入等摩爾量的2-(3, 5, 5-三甲基環(huán)己-2-烯基）-丙二腈和對(duì)乙酰氨基苯甲 醛，以甲苯為溶劑、乙酸哌啶（1:1)為催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)，100_120°C下，反應(yīng)8-10小時(shí)，減 壓蒸餾后得到粗產(chǎn)品。用硅膠柱色譜提純，得到（E)-2-(3-(4-氨基苯乙烯基）-5,5_二甲 基環(huán)己-2-烯基）丙二腈。
[0011] (3) -種以異佛爾酮為母核鈀離子比率型熒光探針的合成：在反應(yīng)器中，按摩爾 比加入1份（E)-2_(3_(4-氨基苯乙烯基）_5, 5-二甲基環(huán)己_2_烯基）丙二腈和10份氯 甲酸烯丙脂，以二氯甲烷為溶劑、三乙胺為催化劑，室溫下反應(yīng)12小時(shí)。減壓蒸餾后得到粗 產(chǎn)品。用硅膠柱色譜提純，得到目標(biāo)產(chǎn)物鈀離子探針。
[0012] 本發(fā)明所公開(kāi)的以異佛爾酮為母核的比率型鈀離子熒光探針，可用于檢測(cè)環(huán)境和 生物體中鈀離子的定量檢測(cè)。
[0013] 本發(fā)明所公開(kāi)的鈀離子熒光探針具有以下特點(diǎn)：熒光探針合成步驟簡(jiǎn)單，目標(biāo)產(chǎn) 物產(chǎn)率高，容易分離提純；其發(fā)射在紅光區(qū)，染料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，可用于中性條件下鈀離子 的檢測(cè)；此外，該探針可用反應(yīng)前后的熒光發(fā)射強(qiáng)度比1 643/157(|作為信號(hào)參數(shù)，顯著提高了 探針的靈敏度和選擇性。鈀離子在2-15yM范圍內(nèi)，1643/157(|與鈀離子濃度具有很好的線性 關(guān)系。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是10yM探針溶液，加入50yM的Pd(PPh3) 4后，在0~30分鐘的光吸收曲線 變化曲線。
[0015] 圖2是10yM探針溶液，加入50yM的Pd(PPh3)4后，在0~30分鐘的的熒光光譜 變化圖。
[0016] 圖3是10yM探針溶液，加入0、2、5、7、10、15、20yM的Pd(PPh3) 4后的紫外吸收曲 線。
[0017] 圖4是10yM探針溶液，加入0、2、5、7、10、15、20 1^的？(1(??113)4后的熒光強(qiáng)度變 化。
[0018] 圖5是10yM探針溶液，分別加入50yM鈉離子、鉀離子、鋅離子、鋁離子、鈣離子、 鐵離子、銅離子、錳離子、鎳離子、鎘離子、銀離子、鈷離子、鉛離子、鋇離子、汞離子和鈀時(shí)的 紫外吸收?qǐng)D。
[0019] 圖6是10yM探針溶液，分別加入50yM鈉離子、鉀離子、鋅離子、鋁離子、鈣離子、 鐵離子、銅離子、錳離子、鎳離子、鎘離子、銀離子、鈷離子、鉛離子、鋇離子、汞離子和鈀時(shí)的 熒光強(qiáng)度圖。
[0020] 圖7是10yM探針溶液，分別加入50yM鈉離子、鉀離子、鋅離子、鋁離子、鈣離子、 鐵離子、銅離子、錳離子、鎳離子、鎘離子、銀離子、鈷離子、鉛離子、鋇離子、汞離子和鈀的熒 光強(qiáng)度比值I643/I57Q。
[0021] 圖 8 是 10yM探針溶液，分別在pH= 5. 7、6. 0、6. 3、6. 6、6. 9、7. 2、7. 5、7. 8、8. 0 時(shí) 加入50yM的Pd(PPh3) 4時(shí)的熒光強(qiáng)度圖。
[0022] 圖 9 是 10yM探針溶液，加入 0、2、5、7、10、15、20yM的Pd(PPh3) 4后，在 472nm和 420nm處吸光度比值的變化，它與鈀離子濃度呈很好的線性關(guān)系。
[0023] 圖10是10yM探針溶液，加入0、2、5、7、10、15、20 1^的？(1(??113)4時(shí)的熒光強(qiáng)度 比值1643/1 57〇的變化，將熒光強(qiáng)度和Pd(PPh3)4的濃度取對(duì)數(shù)后呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下是本發(fā)明制備方法的具體實(shí)施例。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] (1)化合物III的合成
[0027]將異佛爾酮I(5. 0g, 36. 2mmol)和丙二腈II(2. 87g, 43. 4mmol)溶于 50 毫升的乙 醇中，然后加入哌啶（〇.5g，4. 8mmol)，氮?dú)獗Ｗo(hù)下120攝氏度加熱回流反應(yīng)12小時(shí)，反應(yīng) 結(jié)束后蒸干溶劑，用二氯甲烷溶解，經(jīng)水洗，無(wú)水硫酸鈉干燥，抽濾，減壓旋蒸得到式III粗 品；經(jīng)硅膠柱分離提純后得到化合物III4. 72g，產(chǎn)率為70%。洗脫液為：石油醚：乙酸乙 酯=5:1
[0029] (2)化合物V的合成
[0030] 將（3, 5, 5-三甲基環(huán)己-2-烯亞基）丙二腈（化合物III) (300mg，1. 6mmol)和對(duì) 乙酰氨基苯甲醛（化合物IV) (263mg，1. 6mmol)溶解在20毫升甲苯中，分別加入0. 3毫升 的哌啶和乙酸作為催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下120攝氏度回流反應(yīng)8小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將得 到的濾餅溶于乙醇和鹽酸的混合溶液30毫升（體積比為2:1)，加熱回流直至溶液澄清透 明；反應(yīng)結(jié)束后用氫氧化鈉中和至中性，乙酸乙酯萃取3次，經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥，抽濾，減壓 旋蒸。粗品經(jīng)硅膠柱分離提純后得到（化合物V)340mg，產(chǎn)率為64%。洗脫液為純二氯甲 烷。
[0032] (3)化合物VII的合成
[0033] 在50毫升的燒瓶中加