一類水溶性螢光探針的製備及其對鐵離子的快速檢測的製作方法

2023-07-08 13:22:51

專利名稱：一類水溶性螢光探針的製備及其對鐵離子的快速檢測的製作方法
技術領域：
本發明涉及一類水溶性螢光探針的製備及其對鐵離子的快速檢測。
技術背景
鐵離子是製造血紅素和肌血球素、促進維生素B族代謝的必要物質。人體對鐵的需要在一個範圍內，很多細胞水平的生物及化學過程需要鐵離子的參與，過低會導致貧血， 過高會使鋅、銅等微量元素代謝在身體內失去平衡，從而影響人體對微量元素的吸收，使機體免疫力下降，易遭受病原體感染，因此水體中過多的鐵離子會影響人類的健康。所以研究能用於鐵離子檢測的螢光探針對於環境及生命科學具有重要意義。文獻報導鐵離子的螢光探針合成方法複雜，並且成本高，不能通過肉眼觀察到顏色的變化，必須要藉助於昂貴的檢測儀器。另外，還存在如樣品需要預處理、檢測複雜、水溶性差、檢測價格昂貴等缺點。因此， 在很多重要的應用場合，人們迫切需要快速、準確、低成本並能選擇性地分析檢測鐵離子的方法。糖類化合物在自然界中大量存在，由於含有多個羥基，因此這些化合物在水中的溶解度很大，而且糖類化合物無毒無害，不會對環境造成二次汙染。為此，我們結合糖類化合物的無毒性和高溶解性，結合螢光配體，合成高選擇性，高靈敏度的螢光探針，用於水中和生物組織內鐵離子的快速定性檢測。這些螢光配體與金屬陽離子結合後會引起吸收光譜帶的巨大變化，從而可以用肉眼觀察到很明顯的顏色變化，不需要藉助於儀器，特別適用於現場實時檢測。發明內容
本發明提供了一類糖類螢光探針的製備及對鐵離子的直接快速檢測。此類螢光探針在水中和血清中對鐵離子有很高的選擇性和靈敏性，與鐵離子選擇性結合後，通過肉眼即可觀察到溶液顏色由黃色變為紅褐色，檢測下限可以達到10_7M。不需要藉助於儀器，就可以進行現場實時直接快速檢測。可以將此螢光探針製備成鐵離子檢測試紙和檢測試劑盒， 也可以利用糖類化合物本身的粘度，塗膜，製成可攜式檢測器。糖類螢光分子探針的具體結構如下(以半乳糖基衍生物配體和2-羥基-1-萘醛為例)
其中糖基配體不單是半乳糖衍生物，還可以是其他所有的糖類化學物及其衍生物，例如葡萄糖，巖藻糖，乳糖，艾杜糖等。其中螢光團不但是2-羥基-1-萘醛還可以其他的臨位是羥基的芳香醛，例如2-羥基苯甲醛等。本發明的方法合成簡單易操作，成本低，毒性低，進一步減少了對環境的汙染，尤其適用於現場的實時應急檢測。
所合成的糖類螢光探針對金屬離子的選擇性實驗，可以將等摩爾量的糖類螢光探針和各種金屬離子(Na+、Ag+、Ca2+、Hg2+、Mg2+、Mn2+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Cr2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、 Ni2+)分別配成IO3M的溶液，然後混合，觀察溶液顏色的變化。螢光探針溶液的顏色是黃色。 螢光探針加入到各種離子溶液中後，Fe3+溶液的顏色很快由黃色變為紅褐色，其他溶液的顏色幾乎沒什麼變化或者變化不明顯。通過這個實驗，可以看出所合成的糖類螢光探針對鐵離子有很好的選擇性，其他金屬離子不會造成幹擾。另外，將鐵離子濃度分別配置成10_8M、 IO-7M, IO-6M, IO-5M, IO-4M, 10_3M，然後分別加入等摩爾數的糖類螢光探針，觀察溶液顏色的變化。根據這個實驗可以比較容易的得出，鐵離子的檢測下限可以達到10_6M，而且顏色隨著濃度的增大，變的越來越深，最後變成黑色。
具體實施方式
旋光度在25°C時用Perkin-Elmer 24IMC自動旋光儀測得。1H匪R由Bruker ARX 400在⑶Cl3中測得，以四甲基矽為內標。質譜採用VG PLATFORM質譜儀，用ESI技術進樣。 薄層色譜(TLC)由HF254矽膠板上用30% (ν/ν)的硫酸甲醇溶液或紫外(UV)檢測器檢測。 溶液在小於60°C時減壓蒸餾，以下未特別說明的化合物都是可商購或可參照文獻製備的物質。
實施例1
權利要求
1.本發明提供了一類水溶性螢光探針的製備及對鐵離子的直接快速檢測。此類螢光探針在水中和血清中對鐵離子有很高的選擇性和靈敏性，與鐵離子選擇性結合後，通過肉眼即可觀察到溶液顏色由黃色變為紅褐色，檢測下限可以達到K^M。不需要藉助於儀器， 就可以進行現場實時直接快速檢測。可以將此螢光探針製備成鐵離子檢測試紙和檢測試劑盒，也可以利用糖類化合物本身的粘度，塗膜，製成可攜式固體檢測器。此類螢光探針的具體結構如下(以半乳糖基的衍生物配體為例)
2.根據權利要求1所述的水溶性螢光探針，其特徵在於，糖基配體不單是半乳糖基的衍生物配體，還可以是其他所有的糖類化學物及其衍生物。
3.根據權利要求1所述的水溶性螢光探針，其特徵在於，將其用於環境和生物組織中的鐵離子的檢測。
4.根據權利要求1所述的水溶性螢光探針，其特徵在於，能與此類化合物形成鐵離子檢測試紙和檢測試劑盒以及可攜式固體螢光探針的試劑和方法。
5.根據權利要求1所述的水溶性螢光探針，其特徵在於，特別適用於環境現場鐵離子的應急檢測。
全文摘要
本發明提供了一類水溶性螢光探針的製備及對鐵離子的快速檢測。此類螢光探針在水中和血清中對鐵離子有很高的選擇性和靈敏性，與鐵離子選擇性結合後，通過肉眼即可觀察到溶液顏色由黃色變為紅褐色，檢測下限可以達到10-6M。不需要藉助於儀器，就可以進行現場實時直接快速檢測。可以將此螢光探針製備成鐵離子檢測試紙和檢測試劑盒，也可以利用糖類化合物本身的粘度，塗膜，製成可攜式固體檢測器。此類螢光探針的具體結構如下(以半乳糖基衍生物配體為例)其中糖基配體不單是半乳糖基衍生物配體，還可以是其他所有的糖類化學物及其衍生物。其中螢光團不但是2-羥基-1-萘醛還可以其他的臨位是羥基的芳香醛。
文檔編號C09K11/06GK102533250SQ20101060854
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者孫豔靈, 杜宇國, 魏國華 申請人:中國科學院生態環境研究中心