專利名稱：一種含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法
一種含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)傳感檢測技術(shù)中的溫敏分子光學(xué)探針的制備，特別是一種含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法。
背景技術(shù)：
溫度是描述物質(zhì)基本性質(zhì)的一個重要參數(shù)，在許多科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中都需要對作用對象的溫度進(jìn)行精確測量。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低副產(chǎn)物和能耗，真時間溫度測定具有重大意義。常見的溫度測定方法是使用接觸式溫度計，這類溫度計包括水銀溫度計、熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器、熱電阻溫度檢測器等。除水銀溫度計等液體刻度溫度計之外，許多溫度測定儀器都需要電路連接，從而大大限制了它們在高速移動物體和生物醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用。采用紫外吸收和熒光光譜變化對溫度進(jìn)行測量的分子溫度度量法，是一種處于快速發(fā)展且具有時空分辨率的新型非接觸式溫度測定方法，該方法通過使用對溫度敏感的具有紫外吸收或熒光光譜變化的分子探針來實現(xiàn)對溫度跟蹤，該技術(shù)在流體工業(yè)生產(chǎn)線、生物醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域中可實現(xiàn)對溫度參數(shù)的精確測定。因此，為滿足對流體工業(yè)生產(chǎn)線、生物醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域中溫度參數(shù)精確測定的需要，發(fā)展新型光學(xué)分子探針是非常必要的。當(dāng)前已研究報道的溫敏分子光學(xué)探針主要的工作原理包括:利用溫度變化引起探針分子內(nèi)電子的系間串躍、激發(fā)子和激基締合物、金屬配合物的電子轉(zhuǎn)移、扭曲分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移、自旋轉(zhuǎn)向、光離解等電子能級變化和分子間弱相互作用機制。本發(fā)明將利用吸電子官能團(tuán)對光學(xué)探針內(nèi)的電子能級調(diào)控以及它們對分子熱可逆化學(xué)加成的平衡調(diào)控來發(fā)展一類新型的溫敏分子光學(xué)探針。這類探針將在流體工業(yè)生產(chǎn)線、生物醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述光學(xué)檢測技術(shù)的技術(shù)現(xiàn)狀和問題，提供一種含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法，該溫敏分子探針通過溫度控制水分子可逆加成，以及吸電子基團(tuán)對分子熱可逆化學(xué)加成的平衡調(diào)控而使分子結(jié)構(gòu)中的共軛體系發(fā)生變化所引起的紫外吸收和熒光發(fā)射光譜信號變化來實現(xiàn)對溫度的快速測定。本發(fā)明的技術(shù)方案:一種含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法，步驟如下:I)將吲哚啉衍生物的碘鹽和芳香醛在無水乙醇中加熱回流，加熱溫度為油浴溫度100°C，加熱回流10-15小時，冷卻后得到半菁藍(lán)素產(chǎn)物溶液；2)在上述產(chǎn)物溶液中加入四氟硼酸鉀(KBF4),四氟硼酸鉀的加入量為產(chǎn)物溶液中半菁藍(lán)素質(zhì)量的3倍，繼續(xù)加熱回流，加熱溫度為油浴溫度100°C，加熱回流2小時，然后蒸出無水乙醇，得到固體殘余物；3)將上述固體殘余物用N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)溶解，過濾除去固體無機鹽，將液相減壓蒸出溶劑DMF，將殘余物用無水乙醇重結(jié)晶即得到產(chǎn)品3。所述吲哚啉衍生物的碘鹽為N-甲基_2，3，3’ -三甲基吲哚鎗碘化物、N-甲基-2，3，3’ -三甲基-5-硝基吲哚鎗碘化物、N-甲基-2，3，3’ -三甲基_5_N，N’ -二甲基吲哚鎗碘化物或N-甲基-2，3，3’ -三甲基-5-磺酸基吲哚鎗碘化物；所述芳香醛為4-硝基苯甲醛或2，4-二硝基苯甲醛；噴哚啉衍生物的碘鹽與芳香醛的摩爾比為1:1 ;吲哚啉衍生物的碘鹽和芳香醛的總重量與溶劑無水乙醇的重量比為1:10-15。所述固體殘余物與N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的重量比為1:5-10。所述重結(jié)晶時無水乙醇與固體殘余物的重量比為8-15:1。一種所制備的含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的應(yīng)用，用于檢測溫度變化，具體方法是:將制備的半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針材料配制成濃度為1X10_2-5X10_3摩爾/升的溶液，取探針溶液稀釋到水中配成3X 10_5-1X 10_5摩爾/升的水溶液分別用于測定探針材料隨溫度變化的紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜，并通過特定波長下的紫外吸收強度和熒光發(fā)射強度對溫度作圖，建立起紫外吸收強度和熒光發(fā)射強度與溫度變化的曲線或直線函數(shù)關(guān)系。本發(fā)明的技術(shù)原理:
權(quán)利要求
1.一種含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法，其特征在于步驟如下: 1)將吲哚啉衍生物的碘鹽和芳香醛在無水乙醇中加熱回流，加熱溫度為油浴溫度100°C，加熱回流10-15小時，冷卻后得到半菁藍(lán)素產(chǎn)物溶液； 2)在上述產(chǎn)物溶液中加入四氟硼酸鉀(KBF4),四氟硼酸鉀的加入量為產(chǎn)物溶液中半菁藍(lán)素質(zhì)量的3倍，繼續(xù)加熱回流，加熱溫度為油浴溫度100°C，加熱回流2小時，然后蒸出無水乙醇，得到固體殘余物； 3)將上述固體殘余物用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解，過濾除去固體無機鹽，將液相減壓蒸出溶劑DMF，將殘余物用無水乙醇重結(jié)晶即得到產(chǎn)品3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法，其特征在于:所述吲哚啉衍生物的碘鹽為N-甲基-2，3，3’ -三甲基吲哚鎗碘化物、N-甲基-2，3，3’ -三甲基-5-硝基吲哚鎗碘化物、N-甲基-2，3，3’ -三甲基_5_N，N’ -二甲基吲哚鎗碘化物或N-甲基-2，3，3’ -三甲基-5-磺酸基吲哚鎗碘化物；所述芳香醛為4-硝基苯甲醛或2，4-二硝基苯甲醛；D引哚啉衍生物的碘鹽與芳香醛的摩爾比為1:1 ;吲哚啉衍生物的碘鹽和芳香醛的總重量與溶劑無水乙醇的重量比為1:10-15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法，其特征在于:所述固體殘余物與N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的重量比為1:5-10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法，其特征在于:所述重結(jié)晶時無水乙醇與固體殘余物的重量比為8-15:1。
5.一種如權(quán)利要求1所制 備的含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的應(yīng)用，其特征在于:用于檢測溫度變化，具體方法是:將制備的半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針材料配制成濃度為I X 10_2-5X 10_3摩爾/升的溶液，取探針溶液稀釋到水中配成3 X 10_5-1 X 10_5摩爾/升的水溶液分別用于測定探針材料隨溫度變化的紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜，并通過特定波長下的紫外吸收強度和熒光發(fā)射強度對溫度作圖，建立起紫外吸收強度和熒光發(fā)射強度與溫度變化的曲線或直線函數(shù)關(guān)系。
全文摘要
一種含吸電子基團(tuán)半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針的制備方法，步驟如下1)將原料吲哚啉衍生物的碘鹽和芳香醛按1:1的摩爾比混合，在乙醇中回流10-15小時；2)加入KBF4并回流2小時進(jìn)行陰離子交換；3)采用無水乙醇重結(jié)晶得半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針材料純品。本發(fā)明的優(yōu)點是通過在不同部位設(shè)置紫外吸收或熒光發(fā)射光譜檢測監(jiān)控點，本發(fā)明獲得的含吸電子基團(tuán)的半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針材料可實現(xiàn)對流體工業(yè)生產(chǎn)線溫度的快速測定和監(jiān)控；通過本發(fā)明獲得的含吸電子基團(tuán)的半菁藍(lán)素溫敏分子光學(xué)探針材料對活體動物的熒光標(biāo)記，可采用熒光成像技術(shù)實現(xiàn)對活體動物體溫的成像檢測，在生物醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域可得到應(yīng)用。
文檔編號G01K11/30GK103113282SQ20131002185
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者曾憲順, 劉暢, 王慶 申請人:天津理工大學(xué)