CN108689824B - 芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用 - Google Patents

芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108689824B
CN108689824B CN201810783436.0A CN201810783436A CN108689824B CN 108689824 B CN108689824 B CN 108689824B CN 201810783436 A CN201810783436 A CN 201810783436A CN 108689824 B CN108689824 B CN 108689824B
Authority
CN
China
Prior art keywords
surfactant
pyrene
probe
alkynone
compound
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.)
Active
Application number
CN201810783436.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108689824A (zh
Inventor
孙远强
曾华金
屈凌波
杨冉
李朝辉
王霞
任春艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou University
Original Assignee
Zhengzhou University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou University filed Critical Zhengzhou University
Priority to CN201810783436.0A priority Critical patent/CN108689824B/zh
Publication of CN108689824A publication Critical patent/CN108689824A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108689824B publication Critical patent/CN108689824B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00—Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/76—Ketones containing a keto group bound to a six-membered aromatic ring
    • C07C49/794—Ketones containing a keto group bound to a six-membered aromatic ring having unsaturation outside an aromatic ring
    • C07C49/796—Ketones containing a keto group bound to a six-membered aromatic ring having unsaturation outside an aromatic ring polycyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明提供了一种芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用，所述芘端基炔酮类化合物的结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中R为Me，H或三甲基硅基。将芘端基炔酮类化合物溶解于DMSO中，制成探针储存液，将探针储存液加入到PBS缓冲溶液中混合均匀，向混合液中加入表面活性剂，在激发波长为415 nm下进行荧光光谱测试。本发明以芘为基本结构作为荧光基团，具有光稳定性好、量子产率高等优点，芘的衍生物具有大的斯托克斯位移、光学性质易调控等；在毫摩尔级的表面活性剂的存在下，探针与表面活性剂能很好的作用；本发明中的探针合成简单，产率高，能快速检测水溶液和地沟油中的表面活性剂，选择性好、灵敏度高。

Description

芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用
技术领域
本发明涉及表面活性剂荧光探针制备领域，具体涉及芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用。
背景技术
表面活性剂在日常生活中扮演着重要的角色，由于其特殊的物理化学性质，如润湿、增溶、洗涤、防腐等，因而被广泛应用于各个领域。对于大多数表面活性剂而言，当其浓度达到0.1mg/L时就会对周围的环境造成污染，严重者会影响人类和生物的生存质量。
目前常用的用于检测表面活性剂的方法主要有：分光光度法、两相滴定法、色谱法、薄层层析法、电化学分析法和毛细管电泳法等。但这些方法由于抗干扰能力较低、分析成本高、且适用范围较窄。因此，开发易合成、选择性好，且能避免除表面活性剂本身外其他物质干扰和消耗，实现表面活性剂特异性检测的荧光探针尤为重要。
发明内容
本发明提出了一种芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用，以芘为荧光团，端基炔酮为识别位点，构建荧光探针。探针被表面活性剂的疏水部位包裹，从而使体系荧光强度增加，进而能够识别表面活性剂的存在。
实现本发明的技术方案是：芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用，所述芘端基炔酮类化合物的结构式如下：
Figure BDA0001733134570000011
其中R为Me，H或三甲基硅基。
所述芘端基炔酮类化合物在DMSO和PBS混合体系中作为表面活性剂荧光探针的应用。
将芘端基炔酮类化合物溶解于DMSO中，制成探针储存液，将探针储存液加入到PBS缓冲溶液中混合均匀，向混合液中加入表面活性剂，在激发波长为415nm下进行荧光光谱测试。
所述探针储存液的浓度为2mM，PBS缓冲溶液的浓度为10mM，pH为7.4，探针储存液与PBS缓冲溶液的体积比为1:200。
所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂或两性离子表面活性剂。
所述三甲基硅基的结构式为
Figure BDA0001733134570000021
当R为三甲基硅基时，芘端基炔酮类化合物的结构式为
Figure BDA0001733134570000022
分别测试探针储存液加入表面活性剂前后的紫外可见光谱和荧光光谱的变化，荧光的激发波长为415nm；观察紫外及荧光图谱变化及其加入表面活性剂前后荧光的变化。
荧光光谱的变化为：以415nm光激发时，逐渐加入不同浓度、不同类型的表面活性剂后在490nm处的荧光逐渐增强，并在某一浓度时达到最大值且保持不变。
本发明的有益效果是：(1)以芘为基本结构作为荧光基团，具有光稳定性好、量子产率高等优点，芘的衍生物具有大的斯托克斯位移、光学性质易调控等；(2)在毫摩尔级的表面活性剂的存在下，探针对表面活性剂有很好的响应；(3)本发明中的探针合成简单，产率高，能快速检测水溶液和地沟油中的表面活性剂，选择性好、灵敏度高。这为检测表面活性剂的存在提供了一种新的思路和方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是在PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中，10μM探针与不同浓度SDS(0-20μM)作用的荧光光谱图。
图2是在PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中，10μM探针与不同浓度CTAB(0-20μM)的作用时的荧光发射图。
图3是在PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中，10μM探针与不同浓度Triton X-100(0-20μM)作用荧光发射光谱图。
图4是在PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中。10μM探针与浓度范围在(0-20mM)的SDS作用时，在490nm处的荧光强度与SDS浓度的变化趋势图。
图5是在PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中。10μM探针与浓度范围在(0-20mM)的CTAB作用时，在485nm处的荧光强度与SDS浓度的变化趋势图。
图6是在PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中。10μM探针与浓度范围在(0-20mM)的Triton X-100作用时，在475nm处的荧光强度与Triton X-100浓度的变化趋势图。
图7是在PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中。10μM探针与浓度范围在(0.2-1.4mM)的SDS作用时，在490nm处的荧光强度与SDS浓度的线性关系图。
图8是在PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中。10μM探针与浓度范围在(0.04-0.2mM)的CTAB作用时，在485nm处的荧光强度与CTAB浓度的线性关系图。
图9PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中。10μM探针与浓度范围在(0.2-1.2mM)的Triton X-100作用时，在475nm处的荧光强度与CTAB浓度的线性关系图。
图10是芘端基炔酮化合物的核磁共振图谱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
芘端基炔酮化合物的制备步骤如下：丁炔-2-甲酸(1.1mmol)和TFAA(153μL，1.1mmol)在二氯甲烷(5mL)中的溶液在室温下搅拌1分钟，加入芘(202.5mg，1mmol)和TfOH(97L，1.1mmol)。将所得溶液搅拌2小时，加入水(15mL)，分离有机层，用二氯甲烷萃取水层。将有机提取物用水洗涤，干燥(MgSO4)，溶剂蒸发。柱色谱法(硅胶/二氯甲烷)提供相应的芘基炔酮，最终得到姜黄色固体粉末。
结构式如下：
Figure BDA0001733134570000041
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ9.54(d,J＝9.4Hz,1H),9.01(d,J＝8.2Hz,1H),8.34-8.29(m,3H),8.25-8.22(m,2H),8.12-8.08(m,2H),3.56(s,1H)。
1.探针与表面活性剂作用的荧光强度变化。
配制pH＝7.4的PBS(10mM)缓冲溶液；称取探针，用DMSO溶解，准确配制2mM的探针储存液；分别配制20mM的SDS、CTAB和Triton X-100。向比色皿中加入2mL的PBS缓冲溶液后，加入10μL浓度为2mM的探针储存液，再加入20当量SDS、CTAB，进行荧光光谱测试。如图1所示，该探针发射波长为560nm，加入表面活性剂后逐渐蓝移至490nm。
2.探针与表面活性剂SDS作用的荧光强度随表面活性剂浓度的变化。
向2mL的PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中，加入10μL浓度为2mM的探针储存液，再加入不同浓度表面活性剂(0-20mM)，以415nm光激发，进行荧光光谱测定。随着表面活性剂浓度的增加，荧光强度逐渐增加。对荧光强度与SDS的浓度进行线性拟合，发现SDS的浓度范围为0.2-1.4mM时，荧光强度与浓度呈现很好的线性关系，具有很高的灵敏度，可以应用于地沟油中表面活性剂的检测。
3.探针与表面活性剂CTAB作用的荧光强度随表面活性剂浓度的变化
向2mL的PBS缓冲(10mM，pH＝7.4)体系中，加入10μL浓度为2mM的探针储存液，再加入不同浓度CTAB(0-20mM)，以415nm光激发，进行荧光光谱测定。随着表面活性剂浓度的增加，荧光强度逐渐增加。对荧光强度与CTAB的浓度进行线性拟合，发现CTAB的浓度范围为0.04-0.2mM时，荧光强度与浓度呈现很好的线性关系(如图8所示)，具有很高的灵敏度，可以应用于地沟油中表面活性剂的检测。
实施例2
芘端基炔酮化合物的结构式如下：
Figure BDA0001733134570000051
制备步骤如下：
(1)在5mL干燥的二氯甲烷中加入157.3mg 3-(三甲基硅基)丙炔酸，153 LTFAA，反应溶液为无色，搅拌1min；
(2)加入芘203.8mg，反应液为淡黄色，搅拌状态下滴加TfOH，溶液立刻变为深紫色，然后继续反应2h；
(3)向反应液中加入15mL水，有大量白雾生成，搅拌1min，然后用DCM和H2O萃取体系进行正相萃取3次，反相萃取两次，最后用无水MgSO4干燥得到产物粗品。
Figure BDA0001733134570000061
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用，其特征在于：所述芘端基炔酮类化合物的结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，其中R为Me，H或三甲基硅基；
所述芘端基炔酮类化合物在DMSO和PBS混合体系中作为表面活性剂荧光探针的应用。
2.根据权利要求1所述的芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用，其特征在于：将芘端基炔酮类化合物溶解于DMSO中，制成探针储存液，将探针储存液加入到PBS缓冲溶液中混合均匀，向混合液中加入表面活性剂，在激发波长为415 nm下进行荧光光谱测试。
3.根据权利要求2所述的芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用，其特征在于：所述探针储存液的浓度为2 mM，PBS缓冲溶液的浓度为10 mM，pH为7.4，探针储存液与PBS缓冲溶液的体积比为1:200。
4.根据权利要求2所述的芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用，其特征在于：所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂或两性离子表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用，其特征在于：当R为三甲基硅基时，芘端基炔酮类化合物的结构式为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
CN201810783436.0A 2018-07-17 2018-07-17 芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用 Active CN108689824B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810783436.0A CN108689824B (zh) 2018-07-17 2018-07-17 芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810783436.0A CN108689824B (zh) 2018-07-17 2018-07-17 芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108689824A CN108689824A (zh) 2018-10-23
CN108689824B true CN108689824B (zh) 2021-01-26

Family

ID=63850105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810783436.0A Active CN108689824B (zh) 2018-07-17 2018-07-17 芘端基炔酮类化合物作为表面活性剂荧光探针的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108689824B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104232077A (zh) * 2014-08-28 2014-12-24 陕西师范大学 基于胆固醇修饰的单芘荧光探针及其合成方法和应用
CN104558541A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 华南理工大学 基于炔酮中间体的共轭高分子聚合物及其制备方法与应用
CN106680256A (zh) * 2017-01-05 2017-05-17 山西大学 一种芘类荧光探针及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104232077A (zh) * 2014-08-28 2014-12-24 陕西师范大学 基于胆固醇修饰的单芘荧光探针及其合成方法和应用
CN104558541A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 华南理工大学 基于炔酮中间体的共轭高分子聚合物及其制备方法与应用
CN106680256A (zh) * 2017-01-05 2017-05-17 山西大学 一种芘类荧光探针及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rafa łFlamholc等.A new class of pyrenyl solid-state emitters:1-pyrenyl ynones. Synthesisvia the Friedel –Crafts route, molecular and electronic structure and photophysical properties.《RSC Adv.》.2014,第31594-31601页. *
芘荧光探针法测定表面活性剂聚集体参数实验研究;周亭等;《实验技术与管理》;20180131;第35卷(第1期);第53-56页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108689824A (zh) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. A rapid responsive colorimetric and near-infrared fluorescent turn-on probe for imaging exogenous and endogenous peroxynitrite in living cells
Shen et al. Near-infrared BODIPY-based two-photon ClO− probe based on thiosemicarbazide desulfurization reaction: naked-eye detection and mitochondrial imaging
Wang et al. A naked-eye and ratiometric near-infrared probe for palladium via modulation of a π-conjugated system of cyanines
Yang et al. A ratiometric fluorescent probe for fluoride ion employing the excited-state intramolecular proton transfer
Wang et al. Novel water soluble styrylquinolinium boronic acid as a ratiometric reagent for the rapid detection of hypochlorite ion
Xiang et al. A colorimetric and ratiometric fluorescent probe for detection of palladium in the red light region
Zhang et al. A BODIPY-based dual-responsive turn-on fluorescent probe for NO and nitrite
Zhu et al. A highly selective ratiometric fluorescent probe for hydrogen peroxide displaying a large emission shift
Yang et al. Phenothiazine–aminothiourea–Hg (II) ensemble-based fluorescence turn-on toward iodide in aqueous media and imaging application in live cells
CN108398409B (zh) 一种荧光比率检测次氯酸根的方法
CN111875560B (zh) 一种比率型双光子荧光探针及其制备方法和应用
CN104003906B (zh) 芘类荧光探针的应用
Okutan et al. Colorimetric fluorescent sensors for hemoglobin based on BODIPY dyes
CN107011340A (zh) 一种希夫碱荧光探针及其合成方法和应用
CN108658838B (zh) 一种基于七甲川吲哚菁的甲醛荧光探针及其制备方法和使用方法
Wang et al. Highly sensitive and selective ESIPT-based near-infrared fluorescent probe for detection of Pd2+
Li et al. A sensitive BODIPY-based fluorescent probe suitable for hypochlorite detection in living cells
Zhang et al. Fluorescent pH probes for alkaline pH range based on perylene tetra-(alkoxycarbonyl) derivatives
CN106518763B (zh) 一种选择性比率式检测氰根离子的荧光探针及其合成方法与应用
Li et al. A red-emissive benzothiazole-based luminophore with ESIPT and AIE natures and its application for detecting and imaging hypochlorous acid
CN112945925B (zh) 一种香豆素基探针检测高锰酸根的方法
Tian et al. A coumarin-based fluorescent probe for hydrazine detection and its applications in real water samples and living cells
CN114644646A (zh) 一种以苄基硼酸频哪醇酯类为检测基团的近红外荧光探针及其制备方法和应用
CN114605397A (zh) 一种粘度近红外荧光探针的制备和应用
CN113004256B (zh) 一种检测汞离子的比率型探针及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant