CN104833644A - 用作检测镍离子的席夫碱探针及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用作检测镍离子的席夫碱探针，该席夫碱探针以玫瑰红B、2-乙酰基吡嗪等为合成原料，命名为RWZ，其化学结构式如下：

Description

用作检测镍离子的席夫碱探针及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于探针技术领域，具体涉及一种以玫瑰红B和2-乙酰基吡嗪为原料制备的席夫碱镍离子探针，该探针对水体中的镍离子具有很好的选择性，对细胞中的镍离子可以实现无损伤的检测分析，并具有潜在的追踪分析细胞以及组织中的镍离子的应用价值。

背景技术

镍在自然界中分布很广，它作为重要的金属原材料，在工业中广泛应用于不锈钢行业。而作为人体必须的微量元素，它在维持人体正常生命代谢过程中也发挥着重要的作用。金属镍几乎没有急性毒性，普通的镍盐毒性也比较低；但是羰基镍却能产生很强的毒性，吸入羰基镍会引起急性中毒，导致皮肤炎、呼吸器官障碍及呼吸道癌。因此，对细胞和组织中的镍离子的进行无损伤的检测分析研究具有非常重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型的席夫碱镍离子探针及其制备方法和应用，该探针对水体中的镍离子具有很好的选择性，对细胞中的镍离子可以实现无损伤的检测分析，并具有潜在的追踪分析细胞以及组织中的镍离子的应用价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用作检测镍离子的席夫碱探针，该席夫碱探针以玫瑰红B、2-乙酰基吡嗪等为合成原料，命名为RWZ，其化学结构式如下：

。

上述的席夫碱探针的制备方法，其包括如下步骤：

1）将玫瑰红B溶解于无水乙醇中，滴加水合肼，加热回流2－4 h，蒸除无水乙醇，调节残留物的pH为9－10，产生的粉色沉淀物经过滤、洗涤，干燥即得玫瑰红B酰肼；

2）将玫瑰红B酰肼溶解于无水乙醇中，然后加入2-乙酰基吡嗪，搅拌回流反应8－10 h，反应结束后，旋转蒸发部分无水乙醇，冷却使其重结晶，过滤，粗产品再用无水乙醇重结晶，真空干燥后得到橘红色粉末产品。

具体的，步骤1）中，玫瑰红B与水合肼的摩尔比为1：0.8－1.6；步骤2）中，玫瑰红B酰肼与2-乙酰基吡嗪的摩尔比为1：1－2。

在制备过程中，无水乙醇用作溶剂。

上述的席夫碱探针用于检测镍离子。

进一步，上述的席夫碱探针用于检测水体中的镍离子。

进一步，上述的席夫碱探针用于检测细胞体内的镍离子。

和现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供了一种具有特种功能的有机小分子席夫碱探针及其制备方法和应用。所述席夫碱探针以玫瑰红B和2-乙酰基吡嗪等为原料，具有合成步骤简单等特点。该探针对水体中的镍离子具有很好的选择性，对细胞中的镍离子可以实现无损伤的检测分析，并具有潜在的追踪分析细胞以及组织中的镍离子的应用价值。

附图说明：

图1 本发明提供了探针与不同金属离子的紫外吸收光谱；

图2 本发明提供了探针与不同金属离子络合19 h前后的颜色变化照片；

图3 为本发明探针对不同浓度镍离子检测的紫外吸收图谱；

图4为本发明探针的紫外吸收强度与镍离子浓度的线性关系图；

图5 为本发明探针与镍离子络合的job’s plot图；

图6 本发明探针对细胞内的镍离子的检测分析图。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面结合实施实例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅局限于下述的实施例。

实施例1

一种用作检测镍离子的席夫碱探针，该席夫碱探针以玫瑰红B、2-乙酰基吡嗪为合成原料，命名为RWZ，其化学结构式如下：

。

上述的席夫碱探针的制备方法，其包括如下步骤：

1）将5.0 mmol玫瑰红B溶解于30 ml无水乙醇中，滴加6.0 mmol的水合肼（纯度85%），加热回流4 h（溶液由深红色变为浅橙色），蒸除无水乙醇。向残留物中加入约50 mL的1 mol/L的盐酸溶液，然后缓慢加入约55 mL的1 mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH为9－10。将产生的粉色沉淀物过滤，用饱和碳酸氢钠溶液和去离子水分别洗涤三次，干燥即得玫瑰红B酰肼；

2）将3.0 mmol（1.38 g）玫瑰红B酰肼搅拌溶解于40 ml无水乙醇中，然后加入约4.0 mmol（0.49 g）2-乙酰基吡嗪，搅拌回流反应9 h，反应结束后，旋转蒸除约3/4体积的无水乙醇，冷却使其重结晶，过滤，粗产品再用无水乙醇重结晶，真空干燥后得到约1.3 g橘红色粉末产品，产率77.3%。

质谱和核磁数据: MS (positive) m/z, calcd: 560.29, found: 561.3([M+H]⁺), 583.3([M+Na]⁺), ¹H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm): 9.01 (1H, s), 8.46 (2H, m), 7.95 (1H, m), 7.51 (2H, m), 7.21 (1H, d, J = 6.9 Hz), 6.58 (2H, d, J = 7.8 Hz), 6.37 (2H, d, J = 7.7 Hz), 6.29 (2H, dd, J = 8.9, 2.5 Hz,), 3.33 (8H, q, J = 7.0 Hz), 2.36 (3H, s, J = 5.8 Hz), 1.16 (12H, t, J = 7.0 Hz). ¹³C NMR (400 MHz, CDCl3) δ(ppm): 167.14, 160.66, 153.64, 151.72, 150.62, 148.76, 144.37, 142.70, 132.75, 130.55, 128.38, 124.20, 123.27,107.82, 106.47, 97.82, 67.35, 44.35, 17.20, 12.68。

实施例2

上述的席夫碱探针RWZ对不同金属离子选择性的紫外光谱见图1。所述席夫碱探针的紫外光谱，其探针和各种金属离子的浓度为20 μM。具体实验步骤：取80 μL的1×10^-3 mol/L探针RWZ的母液，加入4 mL离心管中，用0.25 mol/L pH= 7.2的Tris-HCl缓冲溶液稀释100倍，然后分别向其中加入80 μL的1×10^-3 mol/L不同金属离子，反应20 min后，测定其紫外光谱。金属离子是：Ag⁺, Pb²⁺, Na⁺, K⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Ba²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Pd²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺和Pt²⁺的氯化物或者硝酸盐。

实施例3

上述的席夫碱探针RWZ与镍离子络合后，颜色迅速的由无色变为粉红色，至少可以稳定19个小时。加入其他金属离子的溶液，则几乎不会出现颜色变化。结果见图2，图2中1至17号样品分别是Ag⁺, Pb²⁺, Na⁺, K⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Ba²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Pd²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Pt²⁺和Ni²⁺离子。

实施例4

具体实验步骤：取浓度为20 μΜ的探针，向其中分别加入不同浓度的镍离子，反应20分钟后，测其紫外吸收光谱。结果图3和4。在一定浓度范围内，随着Ni²⁺浓度的增加，席夫碱探针RWZ（20 μM）在水溶液中的吸光度逐渐增强，且呈现良好的线性。其工作曲线为Y= 0.02755+ 0.00463X，相关性系数R= 0.9897。根据检出限的定义(C_DL= 3S_b/m)，计算出该方法的检出限为0.5 μΜ。

实施例5

通过Job’s plot作图法初步判断了席夫碱探针RWZ与Ni²⁺的络合比。具体实验步骤：保持探针RWZ和Ni²⁺的总浓度和为20 μΜ不变，然后连续改变Ni²⁺所占的摩尔比，进行紫外光谱测定。最大吸光度值对应的摩尔比是0.5，初步确定探针RWZ与Ni²⁺是以化学计量比为1:1进行配合的。详见图5。

实施例6

席夫碱探针RWZ对细胞中的镍离子的检测分析见图6，图中，a是PC12细胞的照片；b是亮视野下PC12细胞的照片；c是加入探针培养30分钟后，用PBS缓冲溶液洗三次的细胞照片；d是加入镍离子和探针培养30分钟后，用PBS缓冲溶液洗三次的细胞照片。由图6可以看出探针RWZ可用于细胞中的Ni²⁺的无损伤的成像分析。

Claims (6)

1.一种用作检测镍离子的席夫碱探针，其特征在于，该席夫碱探针化学结构式如下：

。

2.权利要求1所述的席夫碱探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将玫瑰红B溶解于无水乙醇中，滴加水合肼，加热回流2－4 h，蒸除无水乙醇，调节残留物的pH为9－10，产生的粉色沉淀物经过滤、洗涤，干燥即得玫瑰红B酰肼；

2）将玫瑰红B酰肼溶解于无水乙醇中，然后加入2-乙酰基吡嗪，搅拌回流反应8－10 h，反应结束后，旋转蒸发部分无水乙醇，冷却使其重结晶，过滤，粗产品再用无水乙醇重结晶，真空干燥后得到橘红色粉末产品。

3.如权利要求2所述的席夫碱探针的制备方法，其特征在于，步骤1）中，玫瑰红B与水合肼的摩尔比为1：0.8－1.6；步骤2）中，玫瑰红B酰肼与2-乙酰基吡嗪的摩尔比为1：1－2。

4.权利要求1所述的席夫碱探针的应用，其特征在于，用于检测镍离子。

5.如权利要求4所述的席夫碱探针的应用，其特征在于，用于检测水体中的镍离子。

6.如权利要求4所述的席夫碱探针的应用，其特征在于，用于检测细胞体内的镍离子。