CN103980884A - Al3+荧光传感器、合成方法及应用 - Google Patents
Al3+荧光传感器、合成方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103980884A CN103980884A CN201410217846.0A CN201410217846A CN103980884A CN 103980884 A CN103980884 A CN 103980884A CN 201410217846 A CN201410217846 A CN 201410217846A CN 103980884 A CN103980884 A CN 103980884A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical sensor
- fluorescent optical
- rhodamine
- silicagel column
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于罗丹明B的Al3+荧光传感器、合成方法及其应用。本发明以罗丹明B为前体合成目标产物N-(2(3',6'-双(二乙氨基)-3-氧代螺[异二氢吲哚-1,9'-呫吨]-2-基)乙基)-3-巯基丙酰胺(N-(2-(3',6'-bis(diethylamino)-3-oxospiro[isoindo-line-1,9'-xanthen]-2-yl)ethyl)-3-mercaptopropanamide)。本发明提供了目标产物在重金属离子检测中的应用,发现其对Al3+有很好的检测效果,与现有技术相比,本发明采用的原料易得,合成步骤简单,后处理亦很方便,较易实现大规模生产,在检测生物活体以及环境中的Al3+方面有很大的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物化学领域,具体涉及一种Al3+荧光传感器、合成方法及应用。
背景技术
铝是地壳中含量最丰富的金属元素,约占其质量的8%,铝的毒理作用与其他重金属不同,铝被指出可以干扰呼吸链中铁硫蛋白的功能,会提升患老年痴呆症的危险,铝被广泛的应用于水处理和食品添加剂,以及工业生产中。铝离子还能够在生物体内富集,通过食物链转移到人体内,长期蓄积将会严重威胁人们的骨骼,脑以及神经系统,鉴于铝中毒对人体的严重影响,研究一种能够快速方便检测Al3+的方法具有十分重要的意义。
目前,检测重金属离子的方法主要有:原子吸收光谱法、原子荧光光度法、电感耦合等离子质谱法、高效液相色谱法等,然而这些方法存在很多缺点,如所需仪器价格较为昂贵费时,携带不便等。与此相反,荧光探针技术具有灵敏度高、选择性好,能快速、方便检测金属离子的优点,目前得到了广泛的应用。
罗丹明类化合物荧光量子产率高、光谱性能优越、结构简单、易于修饰,是探针化合物设计过程中应用极广的荧光基团,但是当前文献报道的Al3+荧光传感器还存有很多缺陷,如文献1(Costero A M,Bon A B,Calabuig L,et al.OFF-ON BODIPY-basedchemosensors for selective detection of Al3+and Cr3+versus Fe3+in aqueous media[J].RSC Advances,2014.),文献2(Dhara A,Jana A,Konar S,et al.A novel rhodamine-basedcolorimetric chemodosimeter for the rapid detection of Al<sup>3+</sup>in aqueousmethanol:fluorescent‘OFF–ON’mechanism[J].Tetrahedron Letters,2013,54(28):3630-3634.)等报道的Al3+荧光传感器选择性较差,不能选择性的检测Al3+。文献3(Li Y P,Liu X M,Zhang Y H,et al.A fluorescent and colorimetric sensor for Al3+based ona dibenzo-18-crown-6derivative[J].Inorganic Chemistry Communications,2013,33:6-9.)报道的Al3+荧光传感器所采用的原料比较昂贵,生产成本高。
发明内容
本发明目的是提供一种灵敏度高、快速方便检测的Al3+荧光传感器、合成方法及其应用。
实现本发明目的的技术解决方案是:一种Al3+荧光传感器,具有如下结构:
一种Al3+荧光传感器的合成方法,包括如下步骤:
第一步,将罗丹明B与过量的乙二胺在无水乙醇中回流反应,反应完成之后,减压除去溶剂,萃取,硅胶柱分离,最后得到淡黄色粉末;
第二步,将第一步中得到的产物与DCC(N,N'-二环己基碳二亚胺)、HOBt(1-羟基苯并三唑)、TEA(N,N-二乙基乙胺)常温混合,然后加入过量的3-巯基丙酸,反应完成之后,减压除去溶剂,萃取,硅胶柱分离,得到紫红色粉末即为所述Al3+荧光传感器。
第一步反应中,罗丹明B与乙二胺的摩尔比为1:5,反应时间为12h。
第一步所述的硅胶柱分离中,采用的洗脱液为MeOH:CH2Cl2=1:50。
第二步反应中,DCC:HOBt:TEA:罗丹明B=1.2eq:1.2eq:1.5eq:1eq,反应时间为4-6h。
第二步所述的硅胶柱分离中,采用的洗脱液为MeOH:CH2Cl2=1:50。
一种Al3+荧光传感器的应用,将上述结构的荧光传感器选择性检测Al3+中。
与现有技术相比,本发明的合成方法简单,原料易得,合成步骤简单,后处理亦很方便,较易实现大规模生产,同时,本发明所涉及传感器能选择性检测铝离子,且敏感度较高,在检测生物活体以及环境中的Al3+方面具有很大的应用前景。
附图说明
图1为本发明的化合物21H NMR。
图2为本发明的化合物31H NMR。
图3为本发明的化合物313C NMR。
图4为本发明的化合物3MS。
图5为本发明的化合物3的荧光选择性曲线。
图6为本发明的化合物3的荧光稳定性曲线。
图7为本发明的化合物3的荧光滴定曲线。
图8为本发明的化合物3的紫外选择性曲线。
图9为本发明的化合物3的紫外滴定曲线。
具体实施方案
(一)传感器化合物的合成
本发明提供了目标产物在重金属离子检测中的应用,发现其对Al3+有很好的检测效果。本发明合成路线如下:
(二)紫外可见吸收性能测试
将CdCl2·2.5H2O,CuCl2·2H2O,AlCl3,KCl,FeCl3·6H2O,PbCl2,SnCl2·H2O,AgNO3,HgCl2,NiCl2·6H2O,FeCl2·4H2O,MgCl2·6H2O,NaCl,ZnCl2,CrCl3·6H2O,Ba(NO3)2,CuCl,LiCl·H2O,MnCl2·4H2O,CoCl2·6H2O,CaCl2等不同金属离子加入化合物3的溶液中,进行紫外吸收性能测试。
(三)荧光性能测试
将CdCl2·2.5H2O,CuCl2·2H2O,AlCl3,KCl,FeCl3·6H2O,PbCl2,SnCl2·H2O,AgNO3,HgCl2,NiCl2·6H2O,FeCl2·4H2O,MgCl2·6H2O,NaCl,ZnCl2,CrCl3·6H2O,Ba(NO3)2,CuCl,LiCl·H2O,MnCl2·4H2O,CoCl2·6H2O,CaCl2等不同重金属离子加入化合物3的溶液中,进行荧光响应测试。
实施例1荧光化学传感器的合成
1.化合物2的合成
将罗丹明B(3.824g,8mmol)与乙二胺(5.2ml,80mmol)在无水乙醇(100-120ml)中,控制反应温度在80℃,反应时间为12h,反应完成之后,减压除去溶剂,萃取,经硅胶柱分离得到淡黄色固体3.3g,产率为85%。化合物21H NMR如图1所示。
2.Al3+荧光传感器(化合物3)的制备
将中间产物化合物2(121mg,0.25mmol)溶解在CH2Cl2(10ml)中,加入DCC(N,N'-二环己基碳二亚胺,77.4mg,0.375mmol)、HOBT(1-羟基苯并三唑,50.7mg,0.375mmol)、TEA(N,N-二乙基乙胺,108uL,0.75mmol),然后加入3-巯基丙酸(218ul,2.5mmol),待反应完成之后,减压除去溶剂,萃取,经柱分离之后最终得到紫红色固体230mg,产率为80%。化合物31H NMR、13C NMR、MS分别为图2、3、4所示。
实施例2荧光性能测试
Al3+荧光传感器3在无水乙醇中具有很好的溶解性,经验证,化合物3可以溶解在EtOH:HEPES(700uM,pH=7.3)=2:3混合液中,配制500ml该溶液作为储备液(pH=7.3)。
精确配置Al3+荧光传感器3为2×10-5mol/L乙醇-H2O混合液(2:3,V:V),金属离子Sn2+,Cr3+,Ca2+,Ag+,Mg2+,Na+,K+,Ba2+,Co2+,Zn2+,Li+,Cd2+,Fe2+,Cu2+,Cu+,Mn2+,Pb2+,Hg2+,Cs2+,Al3+,Ni2+,Fe3+等浓度为1×10-4mol/L水溶液。
1.Al3+荧光传感器荧光选择性测试
荧光选择性实验如图5所示,取3ml储备液置于液体池中,加入30uL Al3+荧光传感器3溶液,测其初始荧光强度值,然后分别加入配置好的各种金属离子溶液30uL,测量其稳定时的荧光强度。观察图5可知,化合物3仅对Al3+有响应,并且在583nm处荧光强度达到最大值,也即化合物3对Al3+有很好的选择性。
2.Al3+荧光传感器荧光稳定性测试
荧光稳定性实验如图6所示,取3ml储备液置于液体池中,加入30uL Al3+荧光传感器3溶液,测其初始荧光强度值,然后加入配置好的Al3+溶液30uL,每隔2min测量其荧光强度。观察图6可知,化合物3与Al3+混合之后,随时间的增加,荧光强度也随之增加,约40分钟之后,荧光强度趋于不变,也即化合物3与Al3+在混合反应40分钟之后达到饱和。
3.Al3+荧光传感器荧光滴定测试
荧光稳定性实验如图7所示,取3ml储备液置于液体池中,加入30uL Al3+荧光传感器3溶液,测其初始荧光强度值,然后逐步滴加配置好的Al3+溶液,分别测定其稳定时荧光强度,直至其荧光强度不随Al3+浓度增大而增加,观察图7可知,化合物3与Al3+混合之后,随Al3+浓度的增加,荧光强度也随之增加,当铝离子浓度大于10eq时,荧光强度趋于不变,也即化合物3与Al3+在铝离子浓度大于10eq时达到饱和。
实施例3紫外可见吸收性能测试
Al3+荧光传感器3在无水乙醇中具有很好的溶解性,经验证,化合物3可以溶解在EtOH:HEPES(700uM,pH=7.3)=2:3混合液中,配制500ml该溶液作为储备液(pH=7.3)。
精确配置Al3+荧光传感器3为2×10-5mol/L乙醇-H2O混合液(2:3,V:V),金属离子Sn2+,Cr3+,Ca2+,Ag+,Mg2+,Na+,K+,Ba2+,Co2+,Zn2+,Li+,Cd2+,Fe2+,Cu2+,Cu+,Mn2+,Pb2+,Hg2+,Cs2+,Al3+,Ni2+,Fe3+等浓度为1×10-4mol/L水溶液。
1.Al3+荧光传感器紫外可见吸收选择性测试
紫外选择性实验如图8所示,取3ml储备液置于液体池中,加入30uL Al3+荧光传感器3溶液,测其初始紫外可见吸收强度值,然后分别加入配置好的各种金属离子溶液30uL,测量其稳定时的紫外可见吸收强度。观察图8可知,化合物3仅对Al3+有响应,并且在583nm处紫外吸收达到最大值,也即化合物3对Al3+有很好的选择性。
2.Al3+荧光传感器紫外可见吸收稳定性测试
紫外可见吸收稳定性实验如图9所示,取3ml储备液置于液体池中,加入30uL Al3+荧光传感器3溶液,测其初始紫外可见吸收值,然后加入配置好的Al3+溶液30uL,每隔2min测量其紫外可见吸收强度。观察图9可知,化合物3与Al3+混合之后,随Al3+浓度的增加,紫外可见吸收强度也随之增加,当铝离子浓度大于10eq时,紫外吸收强度趋于不变,也即化合物3与Al3+在混合反应在铝离子浓度为10eq达到饱和。
Claims (10)
1.一种Al3+荧光传感器,其特征在于,具有如下结构:
2.如权利要求1所述的Al3+荧光传感器,其特征在于,由以下步骤合成:
第一步,将罗丹明B与过量的乙二胺在无水乙醇中回流反应,反应完成之后,减压除去溶剂,萃取,硅胶柱分离,最后得到淡黄色粉末;
第二步,将第一步中得到的产物与N,N'-二环己基碳二亚胺、1-羟基苯并三唑、N,N-二乙基乙胺常温混合,然后加入过量的3-巯基丙酸,反应完成之后,减压除去溶剂,萃取,硅胶柱分离,得到紫红色粉末即为所述Al3+荧光传感器。
3.如权利要求2所述的Al3+荧光传感器,其特征在于,第一步反应中,罗丹明B与乙二胺的摩尔比为1:5,反应时间为12h。
4.如权利要求2所述的Al3+荧光传感器,其特征在于,第一步硅胶柱分离中,洗脱液为MeOH:CH2Cl2=1:50。
5.如权利要求2所述的Al3+荧光传感器,其特征在于,第二步反应中,N,N'-二环己基碳二亚胺:1-羟基苯并三唑:N,N-二乙基乙胺:罗丹明B==1.2eq:1.2eq:1.5eq:1eq,反应时间为4-6h。
6.如权利要求2所述的Al3+荧光传感器,其特征在于,第二步硅胶柱分离中,洗脱液为MeOH:CH2Cl2=1:50。
7.一种Al3+荧光传感器的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,将罗丹明B与过量的乙二胺在无水乙醇中回流反应,反应完成之后,减压除去溶剂,萃取,硅胶柱分离,最后得到淡黄色粉末;
第二步,将第一步中得到的产物与N,N'-二环己基碳二亚胺、1-羟基苯并三唑、N,N-二乙基乙胺常温混合,然后加入过量的3-巯基丙酸,反应完成之后,减压除去溶剂,萃取,硅胶柱分离,得到紫红色粉末即为所述Al3+荧光传感器。
8.如权利要求7所述的Al3+荧光传感器的合成方法,其特征在于,第一步反应中,罗丹明B与乙二胺的摩尔比为1:5,反应时间为12h;硅胶柱分离中,洗脱液为MeOH:CH2Cl2=1:50。
9.如权利要求7所述的Al3+荧光传感器的合成方法,其特征在于,第二步反应中,N,N'-二环己基碳二亚胺:1-羟基苯并三唑:N,N-二乙基乙胺:罗丹明B==1.2eq:1.2eq:1.5eq:1eq,反应时间为4-6h;硅胶柱分离中,洗脱液为MeOH:CH2Cl2=1:50。
10.如权利要求1-9任一所述的Al3+荧光传感器在Al3+荧光检测中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410217846.0A CN103980884B (zh) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Al3+荧光传感器、合成方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410217846.0A CN103980884B (zh) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Al3+荧光传感器、合成方法及应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103980884A true CN103980884A (zh) | 2014-08-13 |
CN103980884B CN103980884B (zh) | 2016-09-21 |
Family
ID=51273059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410217846.0A Expired - Fee Related CN103980884B (zh) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Al3+荧光传感器、合成方法及应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103980884B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105348293A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-02-24 | 海南医学院 | 一种基于罗丹明B衍生物的Al3+荧光探针的制备和应用 |
CN105911038A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-31 | 东华大学 | 一种利用活性染料荧光探针检测铝离子的方法 |
CN108424419A (zh) * | 2018-03-31 | 2018-08-21 | 浙江工业大学 | 一种链双1,2,3-三唑罗丹明6g类荧光探针及其制备与应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1353179A1 (en) * | 2001-01-12 | 2003-10-15 | Japan Science and Technology Corporation | Fluorescent analysis element with the use of metallic nanowell and process for producing the same |
CN101368945A (zh) * | 2007-08-15 | 2009-02-18 | 中国科学院理化技术研究所 | 检测细胞内汞离子的荧光探针及合成方法和用途 |
CN103102338A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-05-15 | 深圳先进技术研究院 | 生物巯基荧光探针、其制备方法及应用 |
-
2014
- 2014-05-21 CN CN201410217846.0A patent/CN103980884B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1353179A1 (en) * | 2001-01-12 | 2003-10-15 | Japan Science and Technology Corporation | Fluorescent analysis element with the use of metallic nanowell and process for producing the same |
CN101368945A (zh) * | 2007-08-15 | 2009-02-18 | 中国科学院理化技术研究所 | 检测细胞内汞离子的荧光探针及合成方法和用途 |
CN103102338A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-05-15 | 深圳先进技术研究院 | 生物巯基荧光探针、其制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CHUDA RAJ LOHANI等: "Colorimetric and fluorescent sensing of pyrophosphate in 100% aqueous solution by a system comprised of rhodamine B compound and Al3+ complex", 《ANALYST》, no. 135, 12 July 2010 (2010-07-12), pages 2079 - 2084 * |
柴梅梅: "基于罗丹明B的新型Fe3+荧光探针的合成及性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程(科技I辑)》, no. 9, 15 September 2012 (2012-09-15), pages 014 - 196 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105348293A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-02-24 | 海南医学院 | 一种基于罗丹明B衍生物的Al3+荧光探针的制备和应用 |
CN105348293B (zh) * | 2015-09-25 | 2018-06-26 | 海南医学院 | 一种基于罗丹明B衍生物的Al3+荧光探针的制备和应用 |
CN105911038A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-31 | 东华大学 | 一种利用活性染料荧光探针检测铝离子的方法 |
CN105911038B (zh) * | 2016-04-22 | 2019-06-25 | 东华大学 | 一种利用活性染料荧光探针检测铝离子的方法 |
CN108424419A (zh) * | 2018-03-31 | 2018-08-21 | 浙江工业大学 | 一种链双1,2,3-三唑罗丹明6g类荧光探针及其制备与应用 |
CN108424419B (zh) * | 2018-03-31 | 2020-10-27 | 浙江工业大学 | 一种链双1,2,3-三唑罗丹明6g类荧光探针及其制备与应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103980884B (zh) | 2016-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110117282B (zh) | 一种锌离子荧光探针化合物及其制备方法与应用 | |
CN106008343B (zh) | 基于萘酰亚胺的汞离子荧光探针及其制备方法和应用 | |
CN106632064B (zh) | 可逆双羟基菲并咪唑Hg2+荧光探针合成与使用方法 | |
CN107556305B (zh) | 一种用于检测铝离子荧光探针、制备方法及应用 | |
CN104449675B (zh) | 一种基于罗丹明B的Cr3+传感器、制备及应用 | |
Shayegan et al. | A pillar-layer metal-organic framework as a turn-on luminescent sensor for highly selective and sensitive detection of Zn (II) ion | |
CN108384018B (zh) | 一种mof配合物及其合成和在荧光识别铁离子的应用 | |
CN107602449B (zh) | 一种具有类石墨结构的锌配合物荧光探针的制备及应用 | |
EP3599239A1 (en) | Metal organic frameworks and methods for using thereof | |
Sangeetha et al. | Structurally modified 1, 10-phenanthroline based fluorophores for specific sensing of Ni 2+ and Cu 2+ ions | |
CN104132920B (zh) | 一种荧光猝灭测定Ag+或F-的方法 | |
Xiu et al. | Naphthalene-grafted MOF as a unique fluorescent sensor for “turn-off” detection for Fe3+ and “turn-on” detection for ClO4-in different solvents with high selectivity and sensitivity | |
CN110229165A (zh) | 上转换荧光探针罗丹明衍生物及其应用 | |
CN104087288B (zh) | 一种基于罗丹明b的铝离子传感器、制备及应用 | |
CN102816086A (zh) | 水杨醛缩肼受体化合物及其制备方法与应用 | |
Zhao et al. | A FRET-based ratiometric fluorescent probe for Hg2+ detection in aqueous solution and bioimaging in multiple samples | |
CN103980884A (zh) | Al3+荧光传感器、合成方法及应用 | |
CN111393461A (zh) | 一种基于bodipy的钯离子荧光探针化合物及其合成方法 | |
CN107417681A (zh) | 一种含有香豆素‑噻二唑基席夫碱荧光探针化合物及其制备方法和用途 | |
CN107973785B (zh) | 一种用于检测银离子的荧光探针及其制备方法和应用 | |
CN114133581A (zh) | 一种新型Mg-MOFs、其制备方法及其在铁离子检测中的应用 | |
CN113087651A (zh) | 一种含有吲哚基团的化合物及其制备方法和应用 | |
CN109206351A (zh) | 一种基于花菁结构测钯离子的近红外荧光探针、其制备方法及应用 | |
CN109912633B (zh) | Eu-配合物荧光探针及其制备方法和应用 | |
CN104530064B (zh) | 基于罗丹明衍生物的比色汞离子传感器的制备方法及应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160921 Termination date: 20180521 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |