CN105277523A - 一种两亲性Eu(Ⅲ)配合物及其在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的应用 - Google Patents

一种两亲性Eu(Ⅲ)配合物及其在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的应用 Download PDF

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本发明公开了一种两亲性Eu(Ⅲ)配合物及其制备方法和在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的应用。该配合物的结构式为

Description

一种两亲性Eu(Ⅲ)配合物及其在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的应用
技术领域
本发明属于超分子传感材料技术领域，具体涉及一种两亲性Eu(Ⅲ)配合物以及该配合物组装的囊泡型荧光超分子传感器在检测胞嘧啶核苷三磷酸中应用。
背景技术
胞嘧啶核苷三磷酸在体内参与磷脂类(卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸磷脂、鞘磷脂等)的生物合成过程。磷脂类是神经组织的重要成分，也是一种天然的脂肪乳化剂，具有健全大脑和神经组织，增强智力和记忆力并有促进体内胆固醇、脂肪的运输从而防止堆积的作用，因此，对胞嘧啶核苷三磷酸的识别与检测具有重要的意义。
传统的识别与检测胞嘧啶核苷三磷酸的方法有酶法、色谱分离、化学发光、电化学原理、吸光光度法，尽管上述方法能够用于检测胞嘧啶核苷三磷酸，但是大多方法存在检测成本较高、测定误差较大、灵敏度不高且适用范围窄等缺点。荧光法由于具有操作简单、灵敏度高的优点而受到广大科研工作者的青睐，大量针对胞嘧啶核苷三磷酸阴离子的检测方法是利用荧光信号的变化建立的，但是可用于界面传感胞嘧啶核苷三磷酸的传感器很少报道，而要实现在生理条件对胞嘧啶核苷三磷酸的高效识别，则更具有挑战性，不仅要求传感单元和不同的阴离子间的相互作用有差异，并且能将这种差异转化放大成易检测的物理化学信号。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种两亲性Eu(Ⅲ)配合物以及该配合物在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的应用。
解决上述技术问题所采用的技术方案是该两亲性Eu(Ⅲ)配合物的结构式如下所示：
上述两亲性Eu(Ⅲ)配合物的制备方法由下述步骤组成：
1、合成化合物2
在氮气保护下，将化合物1、溴乙酰胺、碘化钾、三乙胺按摩尔比为1:3～5:2～3:15～18完全溶解于无水乙醇中，81～92℃回流反应100～110小时，分离纯化产物，得到化合物2。
上述的化合物1根据文献LuminescentVesicularNanointerface:AHighlySelectiveandSensitive“Turn-On”SensorforGuanosineTriphosphate(H.r.Lei,J.Liu,*J.l.Yan,S.h.Lu,andY.Fang.ACSAppl.Mater.Interfaces2014,6,13642-13647)中公开的方法合成。
2、合成两亲性Eu(Ⅲ)配合物
将化合物2完全溶解于蒸馏水中，然后加入EuCl3·6H2O，其中化合物2与EuCl3·6H2O的摩尔比为1:1～1.5，搅拌均匀，减压抽滤，滤饼用甲醇和无水乙醚冲洗，得到两亲性Eu(Ⅲ)配合物。
本发明两亲性Eu(Ⅲ)配合物在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的用途，具体方法如下：
将两亲性Eu(Ⅲ)配合物完全溶解于10mmol/LpH值为7.0的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中，配制成80～100μmol/L的两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液，然后将该溶液在50～60℃保温1～3小时，自然冷却至常温，常温静置8～12小时，得到形成均一囊泡的两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液；向形成均一囊泡的两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液中加入α-萘磷酸钠，使溶液中α-萘磷酸钠的浓度为60μmol/L，再加入胞嘧啶核苷三磷酸标准样品，用荧光光谱仪在最大激发波长为304nm、发射波长为616nm处测量不同浓度胞嘧啶核苷三磷酸对应体系的荧光强度，绘制(I0-I)/I0值随胞嘧啶核苷三磷酸浓度变化的标准曲线；按照上述方法用荧光光谱仪测量待测样品的荧光强度，根据待测样品的(I0-I)/I0值，结合标准曲线的线性方程即可高选择性识别胞嘧啶核苷三磷酸并确定待测样品中胞嘧啶核苷三磷酸的浓度。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
1、本发明以十八烷基为疏水尾部、1,4,7,10-四氮杂环十二烷为亲水头基的化合物为配体，与镧系Eu(Ⅲ)配合形成两亲性Eu(Ⅲ)配合物，其制备方法简单，反应条件温和。
2、本发明两亲性Eu(Ⅲ)配合物具有荧光寿命长、斯托克斯位移大和配位不饱和的特点，其在水相中自组装形成结构稳定、尺寸均一的囊泡型超分子传感界面，将这一超分子界面作为传感平台，利用高度有序的超分子传感界面具有预组织结构、界面上的分子浓度远高于本体相，有利于协同络合具有多个结合位点的阴离子的特点，当体系中引入能量给体α-萘磷酸钠时，两亲性Eu(Ⅲ)配合物作为能量受体，接收能量并发出Eu(Ⅲ)的特征光。当加入胞嘧啶核苷三磷酸时，胞嘧啶核苷三磷酸取代自组装体表面的α-萘磷酸钠，使其表面的Eu(Ⅲ)离子荧光猝灭，由于胞嘧啶核苷三磷酸中多磷酸键的协同作用使其取代α-萘磷酸钠的能力增加，从而实现了对胞嘧啶核苷三磷酸的高效传感识别，为深化认识胞嘧啶核苷三磷酸参与的生命过程奠定了一定的基础。
附图说明
图1是两亲性Eu(Ⅲ)配合物表面张力随浓度变化曲线图。
图2是两亲性Eu(Ⅲ)配合物的粒径分布图。
图3是两亲性Eu(Ⅲ)配合物的透射电子显微镜图。
图4是两亲性Eu(Ⅲ)配合物的荧光强度随胞嘧啶核苷三磷酸浓度变化的荧光光谱图。
图5是两亲性Eu(Ⅲ)配合物的(I0-I)/I0值随胞嘧啶核苷三磷酸浓度变化的线性曲线图。
图6是两亲性Eu(Ⅲ)配合物在不同阴离子体系中的猝灭常数对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
1、合成化合物2
在氮气保护条件下，将1.1789g(1mmol)化合物1、0.993g(3.6mmol)溴乙酰胺、0.366g碘化钾(2.2mmol)和2.5mL(16.8mmol)三乙胺溶于50mL无水乙醇中，90℃回流反应110小时，反应结束后，减压蒸除乙醇，柱色谱分离(采用三氯甲烷与甲醇的体积比为5:1～1:5的混合液梯度洗脱)，35℃真空干燥，得到化合物2，其收率为50.8％，反应方程式如下：
所得化合物2的结构表征数据为：1H-NMR(400MHz，D2O)：3.99(2H，CH2NH)，3.54(8H，CH2CO)，2.76-3.34(16H，CH2环)，1.49(2H，CH2)，1.26(30H，CH2)，0.84(3H，CH3)。
2、合成两亲性Eu(Ⅲ)配合物
将0.163g(0.25mmol)化合物2加入到盛有30mL蒸馏水的烧瓶中，将0.065g(0.25mmol)EuCl3·6H2O加入到盛有40mL蒸馏水的恒压漏斗中，并将其逐滴加入到烧瓶中，常温下反应24小时，然后减压蒸除溶剂，得到的固体用甲醇和无水乙醚冲洗，得到的白色固体即为两亲性Eu(Ⅲ)配合物，其收率为95.6％，反应方程式如下：
所得两亲性Eu(Ⅲ)配合物的结构表征数据为：MS(m/z，ESI+)C34H68Cl3EuN8O4 3-，m/z＝419.7130；IR(KBr，cm-1)vmax：3373(N-H)，1663(C＝O)，1332(C-N)。由图1可见，所制备的两亲性Eu(Ⅲ)配合物随浓度增大，其水溶液的表面张力逐渐降低。
实施例2
两亲性Eu(Ⅲ)配合物在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的用途，其检测方法如下：
1、将1.82mg(2μmol)两亲性Eu(Ⅲ)配合物完全溶解于20mL10mmol/LpH值为7.0的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中，得到100μmol/L两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液，将该溶液在60℃保温2小时，自然冷却至常温，常温静置8小时后，得到形成均一囊泡的两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液。分别采用动态光散射仪、透射电子显微电镜对形成的囊泡形貌进行表征，结果见图2、3。由图可见，两亲性Eu(Ⅲ)配合物在缓冲溶液中形成尺寸均一的球形囊泡聚集体，其平均直径为70～90nm。
2、向上述形成均一囊泡的两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液中加入α-萘磷酸钠，使所得混合液中萘磷酸钠的浓度为60μmol/L，再加入胞嘧啶核苷三磷酸，使所得混合液中胞嘧啶核苷三磷酸的浓度分别为0、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60μmol/L，然后采用FLS920型单光子计数时间分辨荧光光谱仪在最大激发波长为304nm、发射波长为616nm处测量荧光强度。荧光强度随胞嘧啶核苷三磷酸浓度变化的荧光光谱图见图4，并绘制(I0-I)/I0值随胞嘧啶核苷三磷酸浓度变化的线性曲线图，结果见图5。
由图4可见，两亲性Eu(Ⅲ)配合物的荧光强度随着体系中胞嘧啶核苷三磷酸浓度的不同猝灭变化很明显，说明两亲性Eu(Ⅲ)配合物对胞嘧啶核苷三磷酸的检测灵敏度很高。由图5可见，(I0-I)/I0值与胞嘧啶核苷三磷酸浓度变化的线性方程为：
y＝0.01245+0.01023x
式中y为(I0-I)/I0值，x为胞嘧啶核苷三磷酸浓度，相关系数r为0.99，由相关系数可见，(I0-I)/I0值与胞嘧啶核苷三磷酸浓度的线性关系很好。
3、按照步骤2的方法用荧光光谱仪测量待测样品的荧光强度，根据待测样品的(I0-I)/I0值，结合标准曲线的线性方程即可高选择性识别胞嘧啶核苷三磷酸并确定待测样品中胞嘧啶核苷三磷酸的浓度。
为了证明本发明的有益效果，发明人采用实施例2中的方法分别测定浓度为60μmol/L的胞嘧啶核苷三磷酸(1)、胞嘧啶核苷二磷酸(2)、胞嘧啶核苷单磷酸(3)、胞嘧啶核苷(4)、NaF(5)、NaCl(6)、NaBr(7)、NaI(8)、Na2S(9)、Na2SO3(10)、Na2SO4(11)、CH3COONa(12)、Na2(COO)2(13)、Na2CO3(14)、NaNO3(15)在最大激发波长为304nm、发射波长为616nm处的荧光强度，测试结果见图6。由图6可见，在这15种阴离子体系中，本发明两亲性Eu(Ⅲ)配合物对胞嘧啶核苷三磷酸具有很高的选择性，说明两亲性Eu(Ⅲ)配合物可以很好的传感胞嘧啶核苷三磷酸。

Claims (3)

1.一种两亲性Eu(Ⅲ)配合物，其特征在于该配合物的结构式如下所示：
2.权利要求1所述的两亲性Eu(Ⅲ)配合物在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的用途。
3.根据权利要求2所述的两亲性Eu(Ⅲ)配合物在检测胞嘧啶核苷三磷酸中的用途，其特征在于：将两亲性Eu(Ⅲ)配合物完全溶解于10mmol/LpH值为7.0的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中，配制成80～100μmol/L的两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液，然后将该溶液在50～60℃保温1～3小时，自然冷却至常温，常温静置8～12小时，得到形成均一囊泡的两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液；向形成均一囊泡的两亲性Eu(Ⅲ)配合物溶液中加入α-萘磷酸钠，使溶液中α-萘磷酸钠的浓度为60μmol/L，再加入胞嘧啶核苷三磷酸标准样品，用荧光光谱仪在最大激发波长为304nm、发射波长为616nm处测量不同浓度胞嘧啶核苷三磷酸对应体系的荧光强度，绘制(I0-I)/I0值随胞嘧啶核苷三磷酸浓度变化的标准曲线；按照上述方法用荧光光谱仪测量待测样品的荧光强度，根据待测样品的(I0-I)/I0值，结合标准曲线的线性方程即可高选择性识别胞嘧啶核苷三磷酸并确定待测样品中胞嘧啶核苷三磷酸的浓度。
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