CN105153018B - 一种半菁衍生物pH荧光比率传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半菁衍生物pH比率型荧光探针，该探针是通过丙基链将溴化4‑(4‑(二甲氨基)苯乙烯基)吡啶连接形成了具有双发色团的半菁衍生物。该探针在pH范围为3.0～4.4之间可与H+发生相互作用，使半菁衍生物在两个不同波长处的荧光发射强度的比值发生变化，实现对溶液pH的荧光比率传感测定。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于pH传感的比率荧光有机半菁染生物，属于pH值传感材料领域。
背景技术
荧光传感器能够将分子识别的信息转换成荧光信号，在灵敏度、选择性和实时原位检测等方面优势突出。
单一荧光强度的探测，灵敏性会因为探针的分布、浓度以及光电子系统的随机漂移而受到削弱，这一缺陷使其应用受到限制。荧光比率传感器是利用两个荧光发射峰的比率来对物质进行检测，其荧光比值信号不受光源强度和仪器灵敏度的影响，较传统的荧光探针相比，比率型荧光探针明显的优势在于能够消除探针分子浓度以及探针分子所处的环境等因素带来的误差，从而提高方法的选择性、灵敏度和动态响应范围，因此，荧光比率技术已经成为荧光分析法中最重要的一项技术。大多数的荧光比率探针是双激发荧光比率探针，该探针要求在两个激发波长下荧光强度较强，但其受制于许多因素：如需要两个激发带，并且多数情况下两个激发带之间的距离相距较短(20-70nm)，并且存在一个激发波长下消光系数较小的缺点，由此导致其在检测荧光比率强度时易出现误差。因此，设计一种新型的小分子荧光比率探针，使该探针能够避免上述问题的基础上，在检测荧光比率强度时能够达到很高的要求，并能使信号强度在动力学范围内得到大幅度地提高，具有十分重要的研究价值。
具有D-π-A结构的半菁衍生物由于具有荧光、非线性光学以及光电转换等性质而成为一类备受关注的有机化合物。此类化合物具有制备相对简单、分子结构易于剪裁、成本低、光谱吸收易调控等优点。我们通过改变半菁衍生物的结构，制备了1个具有双发色团的半菁衍生物，通过大量的pH荧光滴定实验，发现此类半菁衍生物在最大吸收波长的激发下，在～610nm处有一个荧光发射峰，虽然该峰的强度与溶液的pH值在一定范围内呈线性关系，但由于上面所述的单一荧光强度的探测，其灵敏性会因为探针的分布、浓度以及光电子系统的随机漂移而受到削弱。为了消除探针分子浓度以及探针分子的环境差别所带来的误差，提高方法的选择性、灵敏度和动态响应范围，本发明探索了多个激发波长下探针分子发射的荧光强度与溶液pH的关系，发现当采用不同pH半菁衍生物溶液的紫外可见吸收光谱中的等吸收点作为激发波长时，可同时获得两个荧光发射峰，而两个荧光发射峰的比率与溶液的pH值在一定范围内呈线性关系，因此，该半菁衍生物是一种检测pH值的荧光比率探针。在环境监测、生物过程、生物医学中有潜在的应用。
发明内容
本发明的目的是获得一种检测溶液pH值的荧光比率探针。
本发明的技术方案如下：取适量待测样品溶液，加入氯化钠使其浓度达到0.1molL-1，再加入半菁衍生物溶液使其浓度达到1mmol L-1，搅拌均匀后，选择激发波长376nm，测定该溶液的荧光光谱，通过计算2个荧光发射峰强的比率，可确定待测溶液的pH值。
本发明采用的半菁衍生物分别为溴化(E)-1，1′-(1，6-丙烷基)双(4-(4-(二甲氨基)苯乙烯基)吡啶，用H3代表。
本发明用半菁衍生物H3作为pH荧光比率探针的应用是首次报道的。该化合物作为pH荧光比率探针是在一个波长激发下，同时获得两个荧光发射峰，通过发射峰强的比率对溶液pH进行检测，其荧光比值信号不受光源强度和仪器灵敏度的影响，并能够消除探针分子浓度以及探针分子所处的环境等因素带来的误差，因此，在环境监测、生物过程、生物医学中有潜在的应用。
附图说明
图1是pH值对H3溶液的紫外-可见吸收光谱影响。
图2是不同pH溶液中，激发波长为376nm，H3溶液的荧光发射光谱。
图3是不同pH溶液中，激发波长为376nm，H3溶液的荧光发射光谱中在波长为619nm和424nm处的发射峰强比值。
具体实施方式
实施例1：H3在不同pH溶液中紫外-可见吸收光谱等吸收点的确定
配置0.04mol L-1醋酸、0.04mol L-1磷酸和0.04mol L-1硼酸的混合溶液，加入氯化钠使其浓度达到0.1mol L-1，再加入半菁衍生物H3使其浓度达到1mmol L-1，搅拌均匀后，用pH计测定溶液pH值，精确吸取3.00mL置于1cm紫外石英比色皿中，放入紫外可见分光光度计中，测定紫外可见吸收光谱。然后，用硫酸和氢氧化钠调节溶液pH值，测定每个pH下的紫外可见吸收光谱。
溶液pH值由pHS-3B型精密酸度计测定，紫外可见吸收光谱测定在美国瓦里安公司生产的CARY-50型的紫外-可见分光光度计上进行。不同pH值的H3溶液的紫外-可见吸收光谱如图1所示。由图1可见，不同pH值的H3溶液在376nm处有一个等吸收点。
实施例2：H3在不同pH溶液中荧光发射光谱的测定
溶液的配制和pH值的调整步骤参照实施例1。其中1cm紫外石英比色皿采用四面透光的1cm荧光石英比色皿。吸取约3mL加入四面透光的荧光石英比色皿中，放入荧光光谱仪中，激发波长选择实施例1中确定的376nm，测定该溶液的荧光发射光谱。用硫酸和氢氧化钠调节溶液pH值，测定每个pH下溶液的荧光发射光谱。
荧光发射光谱测定在Shimadzu RF-5301PC荧光分光光度计上进行。不同pH值H3溶液的荧光发射光谱如图2所示。由图2可见，H3溶液在424nm和619nm处出现2个发射峰，读取不同pH溶液中2个荧光发射峰峰强，计算其比值，可获得I619nm/I424nm。以溶液的pH值为横坐标，I619nm/I424nm值为纵坐标，作图，得到I619nm/I424nm～pH关系图，如图3所示。由图3可见，溶液pH值在3.0～4.4之间，荧光比率与溶液pH值呈线性关系。因此，该半菁衍生物可作为酸性条件(pH值在3.0～4.4)下的pH荧光比率探针，对于生物体系pH的测定具有潜在的应用前景。
Claims (1)
1.一个化合物作为pH荧光比率探针的应用，其特征在于：该化合物为二溴化(E)-1，1′-(1，3-丙二基)双(4-(4-(二甲氨基)苯乙烯基)吡啶鎓)，能用于pH响应范围为3.0～4.4的比率荧光传感。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1464323A1 (fr) * | 2003-04-01 | 2004-10-06 | L'oreal | Composition de coloration pour matières kératiniques humaines comprenant un colorant fluorescent |
| US20050098763A1 (en) * | 2003-04-01 | 2005-05-12 | Gregory Plos | Composition for dyeing human keratin materials, comprising a fluorescent dye and a particular sequestering agent, process therefor and use thereof |
| CN101118236A (zh) * | 2007-07-24 | 2008-02-06 | 山东师范大学 | 检测细胞内氢离子的近红外荧光探针及其合成方法和用途 |
| CN101805526A (zh) * | 2010-04-10 | 2010-08-18 | 大连理工大学 | 吲哚类半菁染料的合成与应用 |
| WO2011065980A2 (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | Enzo Life Sciences, Inc. | Dyes for analysis of protein aggregation |
| CN102491930A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-13 | 江南大学 | 一种以三碳菁为母体的pH荧光探针的合成方法 |
| CN102964863A (zh) * | 2010-04-10 | 2013-03-13 | 大连理工大学 | 吲哚类半菁染料的合成与应用 |
| CN103214494A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-07-24 | 厦门安特奥生物工程有限公司 | 一种酸敏感双光发射探针、制备方法及其用途 |
| CN103409132A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-11-27 | 北京化工大学 | 含有水溶性吲哚菁衍生物的pH指示剂及其应用 |
| CN104086536A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-10-08 | 中国科学院化学研究所 | 一种用于检测pH值的荧光探针及其制备方法与专用检测试剂盒 |
| CN105131937A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-12-09 | 泰山医学院 | 一种pH荧光探针及其应用 |
| CN106518857A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-22 | 湖南师范大学 | 一种线粒体靶向pH比率型荧光探针的制备方法和应用 |
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Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1464323A1 (fr) * | 2003-04-01 | 2004-10-06 | L'oreal | Composition de coloration pour matières kératiniques humaines comprenant un colorant fluorescent |
| US20050098763A1 (en) * | 2003-04-01 | 2005-05-12 | Gregory Plos | Composition for dyeing human keratin materials, comprising a fluorescent dye and a particular sequestering agent, process therefor and use thereof |
| CN101118236A (zh) * | 2007-07-24 | 2008-02-06 | 山东师范大学 | 检测细胞内氢离子的近红外荧光探针及其合成方法和用途 |
| WO2011065980A2 (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | Enzo Life Sciences, Inc. | Dyes for analysis of protein aggregation |
| CN101805526A (zh) * | 2010-04-10 | 2010-08-18 | 大连理工大学 | 吲哚类半菁染料的合成与应用 |
| CN102964863A (zh) * | 2010-04-10 | 2013-03-13 | 大连理工大学 | 吲哚类半菁染料的合成与应用 |
| CN102491930A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-13 | 江南大学 | 一种以三碳菁为母体的pH荧光探针的合成方法 |
| CN103214494A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-07-24 | 厦门安特奥生物工程有限公司 | 一种酸敏感双光发射探针、制备方法及其用途 |
| CN103409132A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-11-27 | 北京化工大学 | 含有水溶性吲哚菁衍生物的pH指示剂及其应用 |
| CN104086536A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-10-08 | 中国科学院化学研究所 | 一种用于检测pH值的荧光探针及其制备方法与专用检测试剂盒 |
| CN105131937A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-12-09 | 泰山医学院 | 一种pH荧光探针及其应用 |
| CN106518857A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-22 | 湖南师范大学 | 一种线粒体靶向pH比率型荧光探针的制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Photophysical Studies on the Mono- and Dichromophoric Hemicyanine Dyes I. Photoelectric Conversion from the Dye Modified ITO Electrodes;Yanyi Huang，等;《J. Phys. Chem. B》;20020907;第106卷;10020-10030 * |
| Photophysical Studies on the Mono- and Dichromophoric Hemicyanine Dyes III. Ultrafast Fluorescence Up-conversion in Methanol: Twisting Intramolecular Charge Transfer and "Two-State Three-Mode" Model;Yanyi Huang,等;《J. Phys. Chem. B》;20020907;第106卷;10041-10050 * |
| 三种双偶极半菁衍生物与H3 PMo12O40自组装多层膜的研究;王宜冰，等;《高等学校化学学报》;20070630;第28卷(第6期);1175-1177 * |
| 荧光比率探针及其应用研究进展;杨柳，等;《生命科学仪器》;20061231;第4卷;7-10 * |
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