CN102925136A - 一种Zn2+比率荧光探针化合物和制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种Zn2+比率荧光探针化合物和制备方法及应用,属于荧光探针化合物及其制备领域。本发明以2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并噁唑为原料,合成具有良好的水溶性,可作为Zn2+比率荧光识别探针的化合物。本发明可用于水相中Zn2+的浓度检测,配制1×10-6~1×10-4mol/LZn2+比率荧光探针化合物的水溶液,测定荧光光谱上370nm及454nm处荧光峰强度,计算即得水溶液Zn2+的含量。本发明提供的化合物对Zn2+检测有较高的选择性,重现性好。适用于生物化学和环境化学等领域水相中Zn2+的检测。
Description
技术领域
本发明属于荧光探针化合物及其制备领域,特别涉及一种用于水溶液中Zn2+测定的荧光探针化合物和制备方法及应用。
背景技术
锌是一种重要的人体必需的微量元素,广泛分布于人体的细胞和体液中。Zn2+在蛋白质和核酸的合成、基因表达、新陈代谢中都起着重要作用。任何不正常的锌的摄取都会导致生长代谢失调,甚至引起严重的疾病和死亡,如人体内锌含量不足可导致味觉减退、免疫力低下,发育中的儿童缺锌时会引起侏儒症,但人体摄入过量的锌会产生中毒现象,环境中过多的Zn2+也会造成污染,影响植物的生长发育,因此关于Zn2+的检测非常重要。
目前对锌离子的主要检测方法有原子吸收光谱法、分光光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电化学法和荧光光谱法等。其中,荧光光谱法因具有灵敏度高、方便快捷和选择性好等特点而备受关注。目前报道的Zn2+荧光探针工作机制可分为荧光增强型探针和比率计量型探针。由于探针分子的量子效率易受环境影响,荧光增强型探针难以实现体内Zn2+浓度的定量测定。一般自由探针和Zn2+结合探针受环境影响相似,因此比率计量型探针可以避免检测环境的影响,可实现对Zn2+动态变化过程的定量检测。
近年来,2-(2’-羟苯基)苯并唑类(HBX,X=O,S,NH)及其修饰化合物作为Zn2+荧光探针已得到了广泛的研究,但这些基于HBX的Zn2+荧光探针化合物通常是荧光增强型探针,且大多情况是在非水溶剂中进行Zn2+的检测, 如Tian等设计出一类结构对称的含有两个HBX官能团的Zn2+荧光探针,于DMF中进行Zn2+的检测,限制了在生物学和临床医学检验方面的应用,所以研究水溶性的Zn2+比率荧光探针的意义更大。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构新颖的含咪唑氯盐的水溶性Zn2+比率荧光探针化合物及其制备方法和在水溶液中对Zn2+的比率荧光检测的应用,该化合物对水溶液中Zn2+检测有较高的选择性,重现性好,并且其它干扰离子对检测结果无明显影响。
本发明的Zn2+比率荧光探针化合物结构如下:
化学名称为: 3-[N-(4-2’-苯并噁唑-3-羟苯基)氨甲酰基甲基]-1-甲基咪唑氯盐。
本发明的Zn2+比率荧光探针化合物的制备方法如下:
(1)在三口瓶中分别加入2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并噁唑、二氯甲烷和20%NaOH水溶液,0-5 ℃搅拌下滴加氯乙酰氯,于20-40分钟滴加结束,其中2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并噁唑与氯乙酰氯的投料摩尔比为1:1-1.3;
(2)室温继续搅拌1~2小时,静置分层,取水层,待用;
(3)水层溶液用二氯甲烷萃取3次,合并二氯甲烷层。二氯甲烷层分别用5%HCl水溶液和5%NaHCO3水溶液以及水洗涤至中性,无水MgSO4干燥,过滤、减压除去溶剂,得到中间化合物,产率83-94%;
(4)取中间化合物溶于乙腈中,再加入N-甲基咪唑,投料比为1:1-1.2加热回流15-24小时后,蒸馏除去溶剂乙腈,得到Zn2+比率荧光探针化合物,即3-[N-(4-2’-苯并噁唑-3-羟苯基)氨甲酰基甲基]-1-甲基咪唑氯盐,总产率72-86%。
合成路线如下:
本发明的Zn2+比率荧光探针化合物主要用于水溶液中Zn2+的测定:
准确配制1×10-6~1×10-4 mol/L的Zn2+比率荧光探针化合物水溶液,并向该溶液中加入Zn2+水溶液标准样品,配制成含Zn2+浓度为1×10-6~1×10-3 mol/L的标准样品8~20个,测定荧光光谱,随着Zn2+浓度的增加,荧光光谱上370 nm处荧光峰强度逐渐降低,且在454 nm处荧光峰强度逐渐增强,以370 nm处和454 nm处荧光峰强度变化lg(I370 / I454)作为纵坐标,lg c (c为Zn2+摩尔浓度)为横坐标做工作曲线,荧光峰强度变化lg(I370 / I454)与Zn2+ 浓度 c 的趋势线方程为:
lg(I370 / I454) = -0.2467lgc-1.5859 (R2 = 0.992)。
Zn2+比率荧光探针化合物对Zn2+的工作浓度范围3×10-5~1×10-4 mol/L,检测下限可达到1×10-5 mol/L,且Na+,K+,Mg2+,Ca2+,Ba2+,Mn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cd2+,Al3+和Pb2+ 对Zn2+浓度的测定无明显干扰。
本发明的Zn2+比率荧光探针化合物具有良好的水溶性,实现了水相中对Zn2+的荧光检测。该化合物对Zn2+检测有较高的选择性,重现性好,检测范围为3×10-5~1×10-4 mol/L,适用于生物化学和环境化学等领域中Zn2+的检测。本发明的Zn2+比率荧光探针化合物是Zn2+检测的比率荧光识别探针,从而消除了荧光增强型探针等受外界不稳定带来的仪器的系统误差、背景误差等,使其灵敏度提高。
附图说明
图1 为Zn2+比率荧光探针化合物的结构式;
图2 为Zn2+比率荧光探针化合物的在水溶液中370 nm处和454 nm处荧光峰强度变化lg(I370 / I454)与lg c (c为Zn2+摩尔浓度)关系的工作曲线。
具体实施方式
以下实施例子进一步解释本发明的内容,但并不用以限制本发明。
实施例1
(1)在250 mL三口瓶中分别加入11.3 g 2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并噁唑、100 ml二氯甲烷和10 ml 20%NaOH水溶液,0 ℃搅拌下滴加5.7 g氯乙酰氯,20分钟内滴加结束;
(2)室温继续搅拌2小时,静置分层,取水层,待用;
(3) 水层溶液用二氯甲烷萃取3次,合并有机层,有机层依次分别用5%HCl和5%NaHCO3的水溶液以及水洗涤至中性,无水MgSO4干燥,过滤、减压蒸去溶剂,得到中间化合物13.9 g,产率92%。
(4)将13.9 g中间化合物溶于50 mL乙腈,再加入4.5gN-甲基咪唑,加热回流24 h后,蒸馏脱除乙腈,得到Zn2+比率荧光探针化合物,总产率81%。
实施例2
(1)在250 mL三口瓶中分别加入11.3 g 2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并噁唑、100 mL二氯甲烷和10ml 20%NaOH水溶液,0 ℃搅拌下滴加7.4g氯乙酰氯,40分钟内滴加结束;
(2)室温继续搅拌1小时,静置分层,取水层,待用;
(3) 水层溶液用二氯甲烷萃取3次,合并有机层,有机层依次分别用5%HCl和5%NaHCO3的水溶液以及水洗涤至中性,无水MgSO4干燥,过滤、减压蒸去溶剂,得到中间化合物14.2 g,产率94%。
(4)将14.2 g中间化合物溶于50 mL乙腈,再加入3.9gN-甲基咪唑,加热回流18 h后,蒸馏脱除乙腈,得到Zn2+比率荧光探针化合物,总产率86%。
实施例3
(1)在250 mL三口瓶中分别加入11.3 g 2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并噁唑、100 mL二氯甲烷和10ml 20%NaOH水溶液,5 ℃搅拌下滴加6.3g氯乙酰氯,33分钟内滴加结束;
(2)室温继续搅拌2小时,静置分层,取水层,待用;
(3)水层溶液用二氯甲烷萃取3次,合并有机层,有机层依次分别用5%HCl和5%NaHCO3的水溶液以及水洗涤至中性,无水MgSO4干燥,过滤、减压蒸去溶剂,得到中间化合物12.6g,产率83%。
(4)将12.6g中间化合物溶于50 mL乙腈,再加入3.7gN-甲基咪唑,加热回流24 h后,蒸馏脱除乙腈,得到Zn2+比率荧光探针化合物,总产率72%。
实施例4
配置浓度为1×10-2 mol/L的Zn2+水溶液。首先,向样品池中加入3 mL的Zn2+比率荧光探针化合物水溶液(3×10-5 mol/L),然后每次滴加浓度为1×10-2 mol/L的Zn2+水溶液3 μL,充分混匀后在328 nm激发光激发下扫描,共滴加10次。以370 nm处和454 nm处荧光峰强度变化lg(I370 / I454)作为纵坐标,lg c (c为Zn2+摩尔浓度)为横坐标做工作曲线,工作曲线见图1,根据图1可以看出lg (I370 / I454)与lg c呈现较好的线性关系,趋势线方程:
lg(I370 / I454) = -0.2467lgc-1.5859 (R2 = 0.992)
Zn 2+ 的浓度(mol/L) | I 370 nm | I 454 nm |
3×10-5 | 1775 | 5237 |
4×10-5 | 1743 | 5603 |
5×10-5 | 1726 | 5738 |
6×10-5 | 1697 | 5875 |
7×10-5 | 1658 | 5990 |
8×10-5 | 1624 | 6113 |
9×10-5 | 1592 | 6208 |
1×10-4 | 1579 | 6296 |
实验结果表明,Zn2+比率荧光探针化合物作为探针用于测定水溶液中的Zn2+有良好的线性关系,灵敏度高。
实施例5
不同金属离子对检测锌离子干扰的影响
实验结果表明,Zn2+比率荧光探针化合物作为探针用于测定水溶液中的Zn2+灵敏度高,其它水中的离子对其测定结果干扰较少,结果稳定,可靠。
Claims (4)
1.一种Zn2+比率荧光探针化合物,其特征在于:化合物的化学名称为3-[N-(4-2’-苯并
噁唑-3-羟苯基)氨甲酰基甲基]-1-甲基咪唑氯盐,结构式见附图1。
2.权利要求1所述的Zn2+比率荧光探针化合物的制备方法如下: (1)在三口瓶中分别加入2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并噁唑、二氯甲烷和20%NaOH水溶液,0-5 ℃搅拌下滴加氯乙酰氯,于20-40分钟滴加结束,其中2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并噁唑与氯乙酰氯的投料摩尔比为1:1-1.3;
(2)室温继续搅拌1~2小时,静置分层,取水层,待用;
(3)水层溶液用二氯甲烷萃取3次,合并二氯甲烷层。
3.二氯甲烷层分别用5%HCl水溶液和5%NaHCO3水溶液以及水洗涤至中性,无水MgSO4干燥,过滤、减压除去溶剂,得到中间化合物,产率83-94%;
(4)取中间化合物溶于乙腈中,再加入N-甲基咪唑,投料比为1:1-1.2加热回流15-24小时后,蒸馏除去溶剂乙腈,得到Zn2+比率荧光探针化合物,即3-[N-(4-2’-苯并噁唑-3-羟苯基)氨甲酰基甲基]-1-甲基咪唑氯盐,总产率72-86%。
4. 3、权利要求1所述的Zn2+比率荧光探针化合物的应用如下:
(1)配制Zn2+比率荧光探针化合物水溶液,并向该溶液中加入Zn2+水溶液标准样品,配制成含Zn2的标准样品8~ 20个,测定荧光光谱;
(2)随着Zn2+浓度的增加,荧光光谱上370 nm处荧光峰强度逐渐降低,且在454 nm处荧光峰强度逐渐增强,以370 nm处和454 nm处荧光峰强度变化lg(I370 / I454)作为纵坐标,lg c (c为Zn2+摩尔浓度)为横坐标做工作曲线,荧光峰强度变化lg(I370 / I454)与Zn2+ 浓度 c 的趋势线方程;
(3)Zn2+比率荧光探针化合物对Zn2+的工作浓度范围3×10-5~1×10-4 mol/L,检测下限可达到1×10-5 mol/L,且Na+,K+,Mg2+,Ca2+,Ba2+,Mn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cd2+,Al3+和Pb2+ 对Zn2+浓度的测定无明显干扰。
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CN (1) | CN102925136B (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103254149A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-08-21 | 山西大学 | 一种氨基萘酚类席夫碱化合物及其制备方法和应用 |
CN104059386A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-24 | 东华大学 | 一种络合锌离子的功能性活性染料及其制备方法与应用 |
CN104122238A (zh) * | 2013-04-25 | 2014-10-29 | 华东师范大学 | 荧光探针中的比率探测方法 |
CN105693650A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-22 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种锌离子荧光探针化合物、制备方法及应用 |
CN106008389A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-10-12 | 徐州工程学院 | 一种基于苯并恶唑结构的Cu2+荧光探针及其制备方法 |
CN106966962A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-07-21 | 贵州大学 | 一种探针及其制备方法和应用 |
CN109265412A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-01-25 | 大连大学 | 一种用于检测氟离子的探针化合物及其检测方法 |
CN109293651A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-02-01 | 大连大学 | 一种水溶液中检测锌离子的比率荧光探针化合物及其检测方法 |
CN110117282A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-13 | 五邑大学 | 一种锌离子荧光探针化合物及其制备方法与应用 |
CN110186893A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-08-30 | 南京市产品质量监督检验院 | 一种基于红贵宝荧光猝灭的检测重金属的方法及应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090163545A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | University Of Rochester | Method For Altering The Lifespan Of Eukaryotic Organisms |
CN101914063A (zh) * | 2010-08-05 | 2010-12-15 | 大连大学 | N,n’-二-[3-羟基-4-(2-苯并咪唑)苯基]脲及作为锌离子荧光探针的应用 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090163545A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | University Of Rochester | Method For Altering The Lifespan Of Eukaryotic Organisms |
CN101914063A (zh) * | 2010-08-05 | 2010-12-15 | 大连大学 | N,n’-二-[3-羟基-4-(2-苯并咪唑)苯基]脲及作为锌离子荧光探针的应用 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104122238A (zh) * | 2013-04-25 | 2014-10-29 | 华东师范大学 | 荧光探针中的比率探测方法 |
CN104122238B (zh) * | 2013-04-25 | 2016-08-24 | 华东师范大学 | 荧光探针中的比率探测方法 |
CN103254149A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-08-21 | 山西大学 | 一种氨基萘酚类席夫碱化合物及其制备方法和应用 |
CN104059386A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-24 | 东华大学 | 一种络合锌离子的功能性活性染料及其制备方法与应用 |
CN104059386B (zh) * | 2014-06-18 | 2016-05-04 | 东华大学 | 一种络合锌离子的功能性活性染料及其制备方法与应用 |
CN105693650A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-22 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种锌离子荧光探针化合物、制备方法及应用 |
CN106008389A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-10-12 | 徐州工程学院 | 一种基于苯并恶唑结构的Cu2+荧光探针及其制备方法 |
CN106966962A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-07-21 | 贵州大学 | 一种探针及其制备方法和应用 |
CN106966962B (zh) * | 2017-03-22 | 2019-04-26 | 贵州大学 | 一种探针及其制备方法和应用 |
CN109265412A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-01-25 | 大连大学 | 一种用于检测氟离子的探针化合物及其检测方法 |
CN109293651A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-02-01 | 大连大学 | 一种水溶液中检测锌离子的比率荧光探针化合物及其检测方法 |
CN109293651B (zh) * | 2018-11-19 | 2020-06-16 | 大连大学 | 一种水溶液中检测锌离子的比率荧光探针化合物及其检测方法 |
CN110117282A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-13 | 五邑大学 | 一种锌离子荧光探针化合物及其制备方法与应用 |
US11530212B2 (en) | 2019-05-13 | 2022-12-20 | Wuyi University | Fluorescent probe compound for zinc ion, as well as preparation method and use thereof |
CN110186893A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-08-30 | 南京市产品质量监督检验院 | 一种基于红贵宝荧光猝灭的检测重金属的方法及应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102925136B (zh) | 2014-12-24 |
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