CN110208225A - 一种荧光阵列传感器及其制备方法和在同时检测多种磷酸根离子中应用 - Google Patents

一种荧光阵列传感器及其制备方法和在同时检测多种磷酸根离子中应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种荧光阵列传感器及其制备方法和在同时检测多种磷酸根离子中应用。所述荧光阵列传感器为静电结合的羧基化的四苯基乙烯和聚乙烯亚胺PEI;所述羧基化的四苯基乙烯为TPE‑COOH或TPE‑(COOH)2。本发明提供的荧光阵列传感器通过具有AIE性质的羧基化的四苯基乙烯和聚乙烯亚胺PEI静电结合得到,荧光增强;该荧光阵列传感器可与不同类型磷酸根的静电作用力,磷酸盐会取代羧基化的四苯基乙烯结合在PEI上的位置,荧光猝灭程度不同,从而达到检测不同磷酸盐的目的,灵敏度高,稳定性优异。

Description

一种荧光阵列传感器及其制备方法和在同时检测多种磷酸根 离子中应用
技术领域
本发明属于分析化学检测领域技术,具体涉及一种荧光阵列传感器及其制备方法和在同时检测多种磷酸根离子中应用。
背景技术
磷酸根无论是无机形态还是有机形态,都在生命、化学过程中扮演了重要的角色。在临床诊断中,血清中的磷酸根是血液常规检测项目。高磷血症是急慢性肾病的主要表现。三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸(ADP)、单磷酸腺苷(AMP)在人体代谢,基因信息传递中发挥了重要作用,而且事协同作用机制,因此同时对多种磷酸盐进行检测意义更大。
阵列传感器是传感器阵列由多个传感器组合在一起,阵列中每个传感单元对目标物都有不同程度的响应,组合在一起之后,通过对阵列所收集到的响应信号的数据分析,可以检测和识别多组分复杂体系。He等利用不同的镧系离子修饰在量子点上,导致量子点荧光猝灭。在不同的磷酸根存在下,由于磷酸根和镧系离子的结合,使得荧光恢复,据此实现了对四种磷酸根ATP、ADP、AMP和PPi的区分。Mallet等基于一种树枝状带正电荷的聚电解质G5和带负电荷的荧光染料CF由于静电作用团聚,导致CF荧光猝灭,当磷酸根存在时,将取代CF与G5结合,CF释放后,荧光恢复,实现了对四种磷酸根ADP、CDP、GDP和PPi的区分。
聚集诱导发光材料(AIEgen)是唐本忠院士课题组发现的不同以往染料,它的特性在于其在溶液状基本不发光,而在聚集态或固态下荧光增强,再次,AIE材料发光的机理是基于分子运动受到限制(RIR)或分子转动受限(RIM),因此可以通过静电或疏水作用使其实现RIR、RIM或分子聚集,建立一种无须标记(label free)的荧光检测方法。目前AIE材料已被成功用作荧光“点亮型”生物传感器用在生物医学成像,疾病诊断、光动力治疗和药物输送过程监控等领域取得一些颇有意义的研究成果。
因此,可发一种可同时检测多种磷酸根离子的基于AIE材料的荧光阵列传感器具有重要的研究意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷和不足,提供一种荧光阵列传感器。本发明提供的荧光阵列传感器通过具有AIE性质的羧基化的四苯基乙烯和聚乙烯亚胺PEI静电结合得到,荧光增强;该荧光阵列传感器可与不同类型磷酸根的静电作用力,磷酸盐会取代羧基化的四苯基乙烯结合在PEI上的位置,荧光猝灭程度不同,从而达到检测不同磷酸盐的目的,灵敏度高,稳定性优异。
本发明的另一目的在于提供上述荧光阵列传感器的制备方法。
本发明的另一目的在于上述荧光阵列传感器在同时检测多种磷酸根离子中的应用。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
一种荧光阵列传感器,所述荧光阵列传感器为静电结合的羧基化的四苯基乙烯和聚乙烯亚胺PEI;所述羧基化的四苯基乙烯为TPE-COOH或TPE-(COOH)2
本发明的发明人研究发现羧基化的四苯基乙烯具有AEI性质,其可与聚乙烯亚胺PEI静电结合,此时荧光增强;而将其置于含磷酸根离子的溶液中时,磷酸根离子会取代羧基化的四苯基乙烯结合在PEI上的位置,荧光猝灭,不同的磷酸根离子其荧光猝灭程度不同,从而实现不同磷酸盐的同时检测,灵敏度高;且该荧光阵列传感器几乎不受Ca2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+等离子的干扰,稳定性优异。
优选地,所述TPE-(COOH)2为对称羧基化的TPE-(COOH)2
上述荧光阵列传感器的制备方法,包括如下步骤:将羧基化的四苯基乙烯和聚乙烯亚胺PEI溶解混合,即得所述荧光阵列传感器。
优选地,所述聚乙烯亚胺PEI与羧基化的四苯基乙烯的摩尔比不小于40:1。
当聚乙烯亚胺PEI与羧基化的四苯基乙烯的摩尔比为40:1时,两者充分静电结合,荧光最强。
优选地,所述溶解选用的溶剂为Tris缓冲水:四氢呋喃溶液。
优选地,所述溶剂中水和四氢呋喃的体积比为4:6。
TPE-COOH或TPE-(COOH)2可通过本领域常规的制备方法制备得到。
本发明在此也提供一种较好的制备方法。
优选地,所述TPE-COOH通过如下过程制备得到:
S1:将二苯甲酮和4-羟基二苯甲酮溶于溶剂,加入路易斯酸催化剂进行反应,进行猝灭处理后分离提纯得如式(Ⅰ)所示化合物1;
S2:将化合物1、弱碱性催化剂和溴乙酸甲酯溶于溶剂中,反应,得如式(Ⅱ)所示化合物2:2-(4(1,2,2-三苯基乙烯基)苯氧基)乙酸乙酯;
S3:向化合物2中加入甲醇,在强碱溶液中反应,即得所述TPE-COOH;
优选地,S1中二苯甲酮和4-羟基二苯甲酮的摩尔比为1:0.5~2。
更为优选地,S1中二苯甲酮和4-羟基二苯甲酮的摩尔比为1:1.2。
优选地,S1中路易斯酸催化剂为TiCl4、或AlCl3中的一种或几种。
优选地,S1中溶剂为四氢呋喃、或二甲亚砜中的一种或几种。
优选地,S1中反应的温度为-20~20℃。
优选地,S1中分离提纯的过程如下:利用有机溶剂和水对反应后的混合液萃取,收集有机层,洗涤取有机层后,干燥;然后利用柱层析硅胶法纯化,干燥即得。
更为优选地,所述柱层析硅胶法选用二氯甲烷/石油醚作为洗脱剂,二氯甲烷和石油醚的体积比为1:3~1:4。
优选地,S2中弱碱性催化剂为K2CO3
优选地,S2中化合物1和溴乙酸甲酯的摩尔比为1:1。
优选地,S2中溶剂为乙腈或四氢呋喃中的一种或几种。
优选地,S2中反应后还包括分离提纯步骤:蒸发浓缩后,萃取,合并有机层,洗涤,干燥;然后利用柱层析硅胶法纯化,干燥即得。
更为优选地,所述柱层析硅胶法选用石油醚/二氯甲烷作为洗脱剂,二氯甲烷和石油醚的体积比为2:1。
优选地,S3中强碱溶液为氢氧化钠溶液。
具体地,所述TPE-COOH的制备过程如下:
在N2保护下,加入锌粉、二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮和无水四氢呋喃,搅拌,在冰浴条件(-3至0℃)下缓慢加入TiCl4,加完后撤冰浴,置于室温下0.5h,再加热至回流,将让其过夜反应;冷却到室温,反应液用NaHCO3的水溶液对其淬灭处理,然后用二氯甲烷与水对混合液萃取3次,收集有机层;然后再用饱和氯化钠溶液洗涤,取其中有机层,再加入无水MgSO4进行干燥;溶剂蒸发后,粗产物用二氯甲烷/石油醚(1:3至1:4,v/v)作为洗脱剂,通过柱层析硅胶法纯化(通过TLC监测),得化合物1;
将化合物1、K2CO3、溴乙酸甲酯在二甲基甲酰胺DMF的存在下于80℃下搅拌8小时;蒸发浓缩除去二甲基甲酰胺,再用乙酸乙酯与水对混合液3次萃取,合并有机层,并用饱和氯化钠溶液进行洗涤,再用无水硫酸镁干燥,溶剂蒸发后,所得到的粗产物用石油醚/二氯甲烷(2:1,v/v)作为洗脱剂通过柱层析硅胶法过柱(通过TLC监测),收集干燥得到化合物2;
向化合物2中加入甲醇溶液和2moL/LNaOH水溶液混合,并在65℃下搅拌5小时,在混合物中加入稀盐酸,析出白色固体,再加入乙酸乙酯,通过萃取得到纯化后的TPE-COOH。
优选地,所述TPE-(COOH)2通过如下方法制备得到:
S4:将4-羟基二苯甲酮溶于溶剂,加入路易斯酸催化剂进行反应,进行猝灭处理后分离提纯得式(Ⅲ)所示化合物1’;
S5:将化合物1’、弱碱性催化剂和溴乙酸甲酯溶于溶剂中,反应,得如式(Ⅳ)所示化合物2’;
S6:向化合物2’中加入甲醇,在强碱溶液中反应,即得所述TPE-(COOH)2
优选地,S4中路易斯酸催化剂为TiCl4、或AlCl3中的一种或几种。
优选地,S4中溶剂为四氢呋喃、或二甲亚砜中的一种或几种。
优选地,S4中反应的温度为-20~20℃。
优选地,S4中分离提纯的过程如下:利用有机溶剂萃取,收集有机层,洗涤取有机层后,干燥,过滤,蒸发;然后利用柱层析硅胶法纯化,干燥即得。
优选地,S5中弱碱性催化剂为K2CO3
优选地,S5中化合物1和溴乙酸甲酯的摩尔比为1:1。
优选地,S5中溶剂为乙腈或四氢呋喃中的一种或几种。
优选地,S5中反应后还包括分离提纯步骤:过滤分离后利用柱层析硅胶法纯化,干燥即得。
优选地,S6中强碱溶液为氢氧化钠溶液。
具体地,所述TPE-(COOH)2的制备过程如下:
在N2保护下,向锌粉和4-羟基二苯甲酮中加入无水四氢呋喃,得混合物,将混合物温度冷却至接近0℃,继续搅拌;缓慢滴加TiCl4;滴加完毕后,将混合物缓慢温热至室温,搅拌0.5小时,最后将油浴锅温度加热至65℃,然后回流过夜;用10%碳酸钾水溶液淬灭反应,乙醚萃取三次,将有机层合并,用盐水洗涤两次,接着用无水硫酸钠干燥;干燥后,用漏斗过滤,然后将滤液旋转蒸发,得到粗产物,使用石油醚/乙酸乙酯(v/v 1:1)作为洗脱剂,将粗产物在硅胶柱上纯化,得到化合物1’;
将溴乙酸叔丁酯、化合物1’、碳酸钾和乙腈混合得混合物,将混合物温度升高到100℃,并在此温度下搅拌回流过夜;过滤分离所得混合物溶液,得到粗产物,将粗产物通过硅胶柱纯化,得到化合物2’。
向化合物2’中加入甲醇溶液和NaOH水溶液,并在室温下搅拌,3小时后,在混合物中析出白色结晶固体;蒸发浓缩,加入稀盐酸,再加入乙酸乙酯,通过萃取得到纯化后的TPE-(COOH)2
上述荧光阵列传感器在同时检测多种磷酸根离子中的应用也在本发明的保护范围内。
优选地,所述磷酸根离子为ATP、ADP、AMP或PPi。
本发明提供的荧光阵列传感器可同时检测上述4中磷酸根离子。
一种同时检测多种磷酸根离子的方法,包括如下步骤:向上述荧光阵列传感器中加入待检测溶液,激发波长为375nm,检测荧光强度即可。
本发明提供的检测方法灵敏度高,稳定性优异。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明提供的荧光阵列传感器通过具有AIE性质的羧基化的四苯基乙烯和聚乙烯亚胺PEI静电结合得到,荧光增强;该荧光阵列传感器可与不同类型磷酸根的静电作用力,磷酸盐会取代羧基化的四苯基乙烯结合在PEI上的位置,荧光猝灭程度不同,从而达到检测不同磷酸盐的目的,灵敏度高,稳定性优异。
附图说明
图1TPE-COOH和TPE-(COOH)2的合成路线图;
图2化合物TPE-COOH(A)和TPE-(COOH)2(B)的HNMR表征结果;
图3化合物TPE-COOH(A)和TPE-(COOH)2(B)的质谱表征结果;
图4TPE-COOH和TPE-(COOH)2的AIE特性曲线;
图5体系中PEI浓度的优化;
图6TPE-COOH和TPE-(COOH)2对四种磷酸根阴离子的检测曲线;
图7荧光传感阵列对四种阴离子的判别结果。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件;所使用的原料、试剂等,如无特殊说明,均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
实施例1
本实施例提供两种荧光阵列传感器,其制备方法如下。
一、TPE-COOH和聚乙烯亚胺PEI静电结合得到荧光阵列传感器AEI-PEI
(1)TPE-COOH的合成
准备一个带磁力搅拌器的三口烧瓶(250mL),为了更充分地除去反应瓶中水和氧气,应先用真空泵对三口烧瓶进行抽真空充氮气处理,并在N2保护下,用电子分析天平准确称量锌粉(1.6g,24mmol),二苯甲酮与4-羟基二苯甲酮(两者按1:1.2摩尔比称取,2.4mmol),将称好的药品加入反应瓶中,再取40mL的无水四氢呋喃加入三口烧瓶,通过磁力搅拌器使瓶内物品充分搅匀,20分钟后,在冰浴条件下(冷却至-3至0℃),用注射器抽取的1.3mL,12mmoL TiCl4缓慢加入,加完后撤冰浴,置于室温下0.5h,再加热至回流,将让其过夜反应。冷却到室温,反应液用NaHCO3的水溶液对其淬灭处理,然后用二氯甲烷与水对混合液萃取3次,收集有机层。然后再用饱和氯化钠溶液洗涤,取其中有机层,再加入无水MgSO4进行干燥。溶剂蒸发后,粗产物用二氯甲烷/石油醚(1:4至1:3,v/v)作为洗脱剂,通过柱层析硅胶法纯化(通过TLC监测),得到所需产物,收集化合物1,真空干燥,产率为57%。
按上述步骤制备的化合物1,使其与K2CO3、溴乙酸甲酯并在30mL二甲基甲酰胺(DMF)的存在下于80℃下搅拌8小时,得到2-(4(1,2,2-三苯基乙烯基)苯氧基)乙酸乙酯(化合物2)。蒸发浓缩除去二甲基甲酰胺,再用乙酸乙酯与水对混合液3次萃取,合并有机层,并用饱和氯化钠溶液进行洗涤,再用无水硫酸镁干燥,溶剂蒸发后,所得到的粗产物用石油醚/二氯甲烷(2:1,v/v)作为洗脱剂通过柱层析硅胶法过柱(通过TLC监测),得到化合物2,收集产品并将其真空干燥。
在化合物2中加入甲醇溶液(40mL)与NaOH水溶液(4mL,2.0mol/L)混合,并在65℃下搅拌5小时,在混合物中加入10mL稀盐酸,析出白色固体,再加入乙酸乙酯,通过萃取得到纯化后的TPE-COOH。
TPE-COOH的核磁共振氢谱(如图2):1 H NMR(400MHz,CD 3 OD):δ7.05(m,9H),6.98(m,6H),6.88(d,J=8.8Hz,2H),6.66(d,J=8.8Hz,2H),4.43(s,2H)。TPE-COOH的分子式为C28H22O3的理论分子量为406.2;质谱(MS)的结果也出现406.2这一分子离子峰。
(2)荧光阵列传感器AEI-PEI的制备
将TPE-COOH溶于不同比例的水/四氢呋喃体系(水的体积分数为0%~90%)中,发现随着不良溶剂水的比例增加,荧光强度逐渐增强,证明了TPE-COOH是具备AIE特性的化合物(图4A,B)。
由于合成的TPE-COOH是非水溶性的,在四氢呋喃和水的检测体系下,羧基上的碳氢键不易断裂,很难与PEI结合,所以需要将实验制得的TPE-COOH转换成Na盐。向溶液中加入1mol/L的NaOH溶液调节pH,TPE-COOH可转换成Na盐。
将TPE-COOH和PEI溶解于于5mL的Tris缓冲(0.01mol/L,pH8.0)水:四氢呋喃=4:6溶液中,在分散体系溶液中,TPE-COOH的浓度为2×10-6mol/L,PEI浓度为8×10-5mol/L,充分振动搅拌均匀,在荧光分光光度计上测得荧光光谱强度I0,此时即得到荧光阵列传感器AEI-PEI。
二、TPE-(COOH)2和聚乙烯亚胺PEI静电结合得到荧光阵列传感器AEI-PEI
(2)TPE-(COOH)2的合成
称取锌粉(2.9g,44mmol)和4-羟基二苯甲酮(2.0g,10mmol),然后放入装有冷凝管的250mL三口圆底烧瓶中。将烧瓶抽真空并用干燥氮气冲洗三次,在氮气的保护下,用注射器注入约100ml的无水四氢呋喃。将混合物温度冷却至接近0℃,继续搅拌。接着用注射器缓慢滴加TiCl4(2.5mL,22mmol)。滴加完毕后,将混合物缓慢温热至室温,搅拌0.5小时。最后将油浴锅温度加热至65℃,然后回流过夜。用10%碳酸钾水溶液淬灭反应,乙醚萃取三次。将有机层合并,用盐水洗涤两次,接着用无水硫酸钠干燥。干燥后,用漏斗过滤,然后将滤液旋转蒸发,得到粗产物。使用石油醚/乙酸乙酯(v/v 1:1)作为洗脱剂,将粗产物在硅胶柱上纯化,得到化合物1’。
称取溴乙酸叔丁酯(2g,10mmol)、TPE-(OH)2(3.5g,10mmol)、碳酸钾(2g,15mmol)和50mL乙腈加入到100ml的三口烧瓶中。将混合物温度升高到100℃,并在此温度下搅拌回流过夜。过滤分离所得混合物溶液,得到粗产物。将粗产物通过硅胶柱纯化,得到化合物2’。
称取化合物2’1.0g于烧瓶中,加入混合溶液溶液(甲醇溶液:NaOH水溶液(V/V)=10:1并在室温下搅拌。3小时后,在混合物中析出白色结晶固体。蒸发浓缩,加入适量稀盐酸,再加入乙酸乙酯,通过萃取得到纯化后的TPE-(COOH)2
TPE-(COOH)2的1H NMR谱图(如图3),有7个明显的氢质子共振吸收峰。7.12(m,5H),6.97(m,3H),6.84(m,3H),6.67(m,3H),4.57(d,3H)。MS表征该化合物最高峰是480.3,与我们合成的AIE化合物TPE-(COOH)2的相对分子质量相同。
(2)荧光阵列传感器AEI-PEI的制备
将TPE-(COOH)2溶于不同比例的水/四氢呋喃体系中,发现随着不良溶剂水的比例增加,荧光强度逐渐增强,证明了TPE-(COOH)2是具备AIE特性的化合物(图4C,D)。
由于合成的TPE-(COOH)2是非水溶性的,在四氢呋喃和水的检测体系下,羧基上的碳氢键不易断裂,很难与PEI结合,所以需要将实验制得的TPE-(COOH)2转换成Na盐。向溶液中加入1mol/L的NaOH溶液调节pH,TPE-(COOH)2可转换成Na盐。
将TPE-(COOH)2和PEI溶解于于5mL的Tris缓冲(0.01mol/L,pH8.0)水:四氢呋喃=4:6溶液中,在分散体系溶液中,TPE-(COOH)2的浓度为2×10-6mol/L,PEI浓度为8×10-5mol/L,充分振动搅拌均匀,在荧光分光光度计上测得荧光光谱强度I0,此时即得到荧光阵列传感器AEI-PEI。
实施例2
本实施例考察聚乙烯亚胺PEI用量对荧光阵列传感器AEI-PEI影响。
控制AIE(TPE-COOH)的浓度保持在20μmol,来探究PEI和AIE的摩尔比的影响。分别配置不同浓度梯度的PEI,使其与TPE-COOH的摩尔数之比为10,20,30,40,50,60,70,80,并做一个空白对照即不加聚乙烯亚胺,测定他们的荧光强度,根据荧光强度的差异从而探究不同浓度聚乙烯亚胺对AIE荧光的影响。根据结果可知,随着聚乙烯亚胺浓度的增加,荧光逐渐增加,到两者浓度比为40:1的梯度,随着PEI浓度增加,荧光变化渐弱,曲线趋于平缓,说明PEI已经趋于饱和,继续加大浓度影响也不大(如图5)。为了更好的结合效果我们选用了聚乙烯亚胺:AIE=40:1的体系来制备荧光阵列传感器体系,来对磷酸盐进行检测。
另外,聚乙烯亚胺和AIE(TPE-(COOH)2)也按摩尔比40:1的体系来制备应荧光阵列传感器体系。
检测原理如下:
实施例3
本实施例提供荧光阵列传感器AEI-PEI对不同浓度下单一磷酸盐的检测结果。
为了检验不同浓度磷酸盐对荧光的影响,我们对单个磷酸根进行梯度检测,在实施例2制备的2个荧光阵列传感器体系中分别加入10mmol/L~50mmol/L五个梯度,根据实验数据可知,制备的AIE-PEI荧光探针在磷酸盐加入后,荧光有所降低,并随着磷酸盐加入量的增加,荧光降低量越大,说明磷酸盐成功的把聚乙烯亚胺上的AIE分子取代下来,被取代下来的磷酸盐在含四氢呋喃的溶液中恢复转动,使其荧光猝灭,从而实现对磷酸根的检测(如图6)。而由于体内生物磷酸盐浓度趋近于20mmol/L,为了接近实际体系,我们最后选用了20mmol/L来进行检测。
实施例4
本实施例提供荧光阵列传感器AEI-PEI对四种混合磷酸根的区分。
将ADP、CDP、GDP、PPI四个磷酸盐分别配制20mmol/L的溶液,分别加入实施例2提供的AEI-PEI的两种探针溶液中,记录荧光强度。利用SPSS软件的线性判别分析对四种磷酸盐的数据进行判别分类,结果发现,四种磷酸盐能在传感阵列中得到区分。判别准确率达100%,如图7。
实施例5
本实施例考察了血液中常见的Ca2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+等共存离子的干扰。
根据血液中常见的Ca2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+的浓度范围,分别配制Ca2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+的浓度分别为1mmol/L、20μmol/L、15μmol/L和130μmol/L。将ADP、CDP、GDP、PPI四个磷酸盐分别配制20mmol/L的溶液,分别加入35μL的金属离子溶液,并分别加入实施例2提供的AEI-PEI的两种探针溶液中,记录荧光强度。利用SPSS软件的线性判别分析对四种磷酸盐的数据进行判别分类,结果发现,结果发现这些离子对阵列传感器的判别结果影响很小,四种磷酸根离子仍然能区分。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种荧光阵列传感器,其特征在于,所述荧光阵列传感器为静电结合的羧基化的四苯基乙烯和聚乙烯亚胺PEI;所述羧基化的四苯基乙烯为TPE-COOH或TPE-(COOH)2
2.根据权利要求1所述荧光阵列传感器,其特征在于,所述TPE-(COOH)2为对称羧基化的TPE-(COOH)2
3.权利要求1~2任一所述荧光阵列传感器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将羧基化的四苯基乙烯和聚乙烯亚胺PEI溶解混合,静电结合后即得所述荧光阵列传感器。
4.根据权利要求3所述制备方法,其特征在于,所述聚乙烯亚胺PEI与羧基化的四苯基乙烯的摩尔比不小于40:1。
5.根据权利要求3所述制备方法,其特征在于,所述溶解选用的溶剂为Tris缓冲水:四氢呋喃溶液。
6.根据权利要求3所述制备方法,其特征在于,所述TPE-COOH通过如下过程制备得到:
S1:将二苯甲酮和4-羟基二苯甲酮溶于溶剂,加入路易斯酸催化剂进行反应,进行猝灭处理后分离提纯得如式(Ⅰ)所示化合物1;
S2:将化合物1、弱碱性催化剂和溴乙酸甲酯溶于溶剂中,反应,得如式(Ⅱ)所示化合物2:2-(4(1,2,2-三苯基乙烯基)苯氧基)乙酸乙酯;
S3:向化合物2中加入甲醇,在强碱溶液中反应,即得所述TPE-COOH;
7.根据权利要求3所述制备方法,其特征在于,所述TPE-(COOH)2通过如下方法制备得到:
S4:将4-羟基二苯甲酮溶于溶剂,加入路易斯酸催化剂进行反应,进行猝灭处理后分离提纯得式(Ⅲ)所示化合物1’;
S5:将化合物1’、弱碱性催化剂和溴乙酸甲酯溶于溶剂中,反应,得如式(Ⅳ)所示化合物2’;
S6:向化合物2’中加入甲醇,在强碱溶液中反应,即得所述TPE-(COOH)2
8.权利要求1~2任一所述荧光阵列传感器在同时检测多种磷酸根离子中的应用。
9.根据权利要求9所述应用,其特征在于,所述磷酸根离子为ATP、ADP、AMP或PPi。
10.一种同时检测多种磷酸根离子的方法,其特征在于,包括如下步骤:向权利要求1~2任一所述荧光阵列传感器中加入待检测溶液,激发波长为375nm,检测荧光强度即可。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111303181A (zh) * 2020-03-03 2020-06-19 常州大学 一种氧杂螺环桥连tpe的固体荧光材料的合成及其应用

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080220407A1 (en) * 2005-04-22 2008-09-11 The Hong Kong University Of Science And Technology Fluorescent water-soluble conjugated polyene compounds that exhibit aggregation induced emission and methods of making and using same
US20130059392A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-07 The Hong Kong University Of Science And Technology Aggregation-induced emission luminogens for metal ion detection
CN104263353A (zh) * 2014-09-11 2015-01-07 华南理工大学 一种用于硫化氢检测的比率型荧光探针及其制备方法
CN104610955A (zh) * 2014-05-16 2015-05-13 中南大学 一种比率型同时检测氟离子和亚硫酸根荧光分子探针的合成及应用
US20150148262A1 (en) * 2012-05-22 2015-05-28 National University Of Singapore Microparticle assembly
CN105461838A (zh) * 2015-12-29 2016-04-06 北京化工大学 一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法及其应用
US20160211470A1 (en) * 2013-08-05 2016-07-21 The Hong Kong University Of Science And Technology Composition and synthesis of aggregation-induced emission materials
CN106770133A (zh) * 2017-01-19 2017-05-31 陕西师范大学 一种采用聚集诱导发光型荧光传感分子连续检测Cu2+和焦磷酸根的方法
CN106814057A (zh) * 2017-03-10 2017-06-09 赣南师范大学 一种基于聚集诱导荧光增强特性用于选择性识别atp的荧光探针、合成方法及其应用
CN107915680A (zh) * 2016-10-08 2018-04-17 中国科学院化学研究所 基于四苯乙烯的atp荧光探针及其制备方法和应用
CN108088825A (zh) * 2017-11-30 2018-05-29 华南理工大学 一种用于甲醛检测的荧光化合物及其合成方法与在比率型荧光试纸中的应用
CN108424349A (zh) * 2018-03-29 2018-08-21 山东大学 一种可用于有机羧酸检测的四苯乙烯衍生物修饰的稀土纳米线的制备方法
WO2018174823A1 (en) * 2017-03-22 2018-09-27 National University Of Singapore Fluorescent porous organic nanosheets for chemical sensing
CN108658790A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 南开大学 一种用于多组分检测和免疫分析传感的聚集诱导发光探针

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080220407A1 (en) * 2005-04-22 2008-09-11 The Hong Kong University Of Science And Technology Fluorescent water-soluble conjugated polyene compounds that exhibit aggregation induced emission and methods of making and using same
US20130059392A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-07 The Hong Kong University Of Science And Technology Aggregation-induced emission luminogens for metal ion detection
US20150148262A1 (en) * 2012-05-22 2015-05-28 National University Of Singapore Microparticle assembly
US20160211470A1 (en) * 2013-08-05 2016-07-21 The Hong Kong University Of Science And Technology Composition and synthesis of aggregation-induced emission materials
CN104610955A (zh) * 2014-05-16 2015-05-13 中南大学 一种比率型同时检测氟离子和亚硫酸根荧光分子探针的合成及应用
CN104263353A (zh) * 2014-09-11 2015-01-07 华南理工大学 一种用于硫化氢检测的比率型荧光探针及其制备方法
CN105461838A (zh) * 2015-12-29 2016-04-06 北京化工大学 一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法及其应用
CN107915680A (zh) * 2016-10-08 2018-04-17 中国科学院化学研究所 基于四苯乙烯的atp荧光探针及其制备方法和应用
CN106770133A (zh) * 2017-01-19 2017-05-31 陕西师范大学 一种采用聚集诱导发光型荧光传感分子连续检测Cu2+和焦磷酸根的方法
CN106814057A (zh) * 2017-03-10 2017-06-09 赣南师范大学 一种基于聚集诱导荧光增强特性用于选择性识别atp的荧光探针、合成方法及其应用
WO2018174823A1 (en) * 2017-03-22 2018-09-27 National University Of Singapore Fluorescent porous organic nanosheets for chemical sensing
CN108658790A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 南开大学 一种用于多组分检测和免疫分析传感的聚集诱导发光探针
CN108088825A (zh) * 2017-11-30 2018-05-29 华南理工大学 一种用于甲醛检测的荧光化合物及其合成方法与在比率型荧光试纸中的应用
CN108424349A (zh) * 2018-03-29 2018-08-21 山东大学 一种可用于有机羧酸检测的四苯乙烯衍生物修饰的稀土纳米线的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARTIN GLODDE等: "Physiochemical Properties of Low and High Molecular Weight Poly(ethylene glycol)-Grafted Poly(ethylene imine) Copolymers and Their Complexes with Oligonucleotides", 《BIOMACROMOLECULES》 *
SHILANG GUI等: "Fluorescence Turn-On Chemosensor for Highly Selective and", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
WEI LU等: ""Aggregation-induced emission of tetraphenylethylene-modified polyethyleneimine for highly selective CO2 detection", 《SENSORS AND ACTUATORS B:CHEMICAL》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111303181A (zh) * 2020-03-03 2020-06-19 常州大学 一种氧杂螺环桥连tpe的固体荧光材料的合成及其应用

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