CN117430804A - 纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于离子检测技术领域，具体涉及一种检测次氯酸根荧光探针的制备方法，包括：将4‑甲基吡啶和1，3‑丙烷磺内酯溶解于乙腈中得产物1；将6‑羟基‑2‑萘甲醛溶解于二氯甲烷，加入二甲基硫代氨基甲酰氯和DIPEA得到产物2；取产物1和产物2溶解于乙醇，加入哌啶得到荧光探针SJD；将荧光探针SJD溶解在DMSO中以制备母液A；将DSPE‑mPEG溶解在磷酸盐缓冲盐水中以制备母液B；将母液A和母液B混合制备mPEG‑SJD溶液；超声透析后，即得目的产物。本发明荧光探针具有对次氯酸根高选择性快速响应，无有机溶剂的检测，合成路线简单，检测设备和方法简便，可用于环境和生物体系中次氯酸根的定性和定量检测。

Description

纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法
技术领域
本发明属于离子检测技术领域，具体涉及一种检测次氯酸根荧光探针的制备方法。
背景技术
次氯酸(HClO)作为一种重要的活性氧，不仅在机体中扮演重要角色，而且也广泛用作消毒剂、抗菌剂和漂白剂等。然而，高浓度HClO不仅会伤害呼吸系统，而且能够与水中的有机物反应形成四氯化碳等致癌物质，对人体健康形成潜在危害。因此，迫切需要开发一种高选择性和灵敏度、快速响应次氯酸根(ClO-)荧光探针，这对便携式检测环境中ClO-具有重要的科学意义和应用前景。
荧光检测所需的仪器相对简单，选择性和灵敏度高，检测范围广，响应时间快速，检测过程对样品没有破坏，对细胞危害很小，同时也可实现细胞、组织及活体实时原位成像。
发明内容
针对现有荧光成像技术中存在的问题，本发明提供一种可以对ClO-产生响应的荧光增强型探针，合成步骤简单、收率高、响应速度快、选择性好、高灵敏度和检测限低。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4-甲基吡啶和1，3-丙烷磺内酯溶解于乙腈中，升温搅拌，反应结束后冷却至室温，抽滤，真空干燥得产物1；
(2)将6-羟基-2-萘甲醛溶解于二氯甲烷，加入二甲基硫代氨基甲酰氯，随后加入DIPEA，室温搅拌，反应结束后除去大部分二氯甲烷，柱层析提纯产物，真空干燥得到产物2；
(3)取步骤(1)中合成的产物1和步骤(2)中合成的产物2溶解于乙醇，加入哌啶，将混合物升温搅拌，反应结束后除去大部分乙醇，柱层析提纯产物，真空干燥，得到所需荧光探针SJD；
(4)将步骤(3)所得荧光探针SJD溶解在DMSO中以制备母液A；将DSPE-mPEG溶解在磷酸盐缓冲盐水中以制备母液B；将母液A和母液B混合制备mPEG-SJD溶液；超声、透析后，即得目的产物纯水环境快速检测次氯酸根的荧光探针。
进一步，将所述步骤(1)中，4-甲基吡啶和1，3-丙烷磺内酯的摩尔比为1∶1。
进一步，将所述步骤(2)中，6-羟基-2-萘甲醛和二甲基硫代氨基甲酰氯的摩尔比为1∶4。
进一步，将述步骤(3)产物1和产物2的摩尔比为1∶1。
进一步，将所述步骤(3)中，荧光探针SJD结构式如下：
进一步，将所述步骤(1)中，将4-甲基吡啶和1，3-丙烷磺内酯溶解于乙腈中，升温至80℃搅拌3小时。
进一步，将所述步骤(3)中，将混合物置于N2保护的条件下，升温至75℃搅拌8小时。
进一步，将所述步骤(4)中，将将步骤(3)所得荧光探针SJD溶解在DMSO中以制备1mM母液A；将DSPE-mPEG溶解在pH＝7.4的磷酸盐缓冲盐水中，用于制备1mM母液B。
进一步，将所述步骤(4)中，超声30分钟后，置于MW3500透析袋中，透析两天后，即得目的产物纯水环境快速检测次氯酸根的荧光探针；母液A中SJD与母液B中DSPE-mPEG的摩尔比为1∶1。
上述述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针制备方法所得荧光探针，其具体的反应过程如下：
本发明采用将4-甲基吡啶、1，3-丙烷磺内酯、6-羟基-2-萘甲醛、二甲基硫代氨基甲酰氯和DSPE-mPEG反应来制备所需要的荧光探针，该荧光探针在纯水条件下在有次氯酸根存在时，会随着次氯酸根浓度的增加出现显著的荧光增强现象，该荧光探针对次氯酸根的检测具有快速响应、高选择性、高灵敏度。相比于现有的一些检测技术，本发明中的荧光化学探针成本投入较少、合成路线简单、后处理方便、可在纯水体系中直接对次氯酸根实现快速特异性识别，尤其是在环境水样和生物体系中具有潜在的应用价值。
附图说明
下面将通过具体实施例对本发明进行详细的描述。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。如无特殊说明，本发明采用的各种试剂以及材料均能从市场上购买。
图1为制备的荧光探针SJD的核磁H谱图；
图2为制备的荧光探针SJD的核磁C谱图；
图3为不同次氯酸根浓度时，荧光探针SJD-mPEG的荧光发射光谱变化图；
图4为荧光探针SJD-mPEG随着次氯酸根浓度变化的荧光强度对应的拟合曲线和该曲线所对应的函数图；
图5为荧光探针SJD-mPEG与次氯酸根响应的时间扫描图；
图6为荧光探针SJD-mPEG对其他分析物的荧光强度的选择性图。
加入离子的浓度均为2×10-2mol/L，410nm为激发波长，550nm为发射波长。(注：该探针浓度为7μM；NaClO响应时间为1s，其余物质响应时间为5min。)
具体实施方式
实施例1
纯水环境快速检测次氯酸根的荧光探针制备方法，包括以下步骤：
(1)产物1的制备。
将4-甲基吡啶(54mmol)和1，3-丙烷磺内酯(54mmol)加入到25mL乙腈的圆底烧瓶中，加热回流3h。冷却到室温后，抽滤得到所需产物，真空干燥，以合成产物1。
将6-羟基-2-萘甲醛(2mmol)用30mL二氯甲烷溶解，缓慢加入二甲基硫代氨基甲酰氯(8mmol)，和DIPEA(4mmol)。将混合物置于室温条件下搅拌8h，反应结束后除去二氯甲烷，柱层析提纯产物，所述柱层析色谱分离的流动相为二氯甲烷。将纯化后的产物通过旋蒸的方法除去溶剂，真空干燥，以合成产物2。
(2)利用产物1和产物2合成探针。
称取产物1(1mmol)和产物2(1mmol)加入到15mL乙醇的圆底烧瓶中，混合物在N2保护下回流反应8h。冷却到室温后，抽滤并真空干燥混合物，用柱层析色谱纯化，所述柱层析色谱分离的流动相为体积比为15∶1的二氯甲烷：甲醇。将纯化后的产物通过旋蒸的方法除去溶剂，真空干燥后得到探针SJD。
称取SJD(1mmol)溶解在DMSO中以制备1mM母液。将DSPE-mPEG(1mmol)溶解在磷酸盐缓冲盐水(PBS，pH＝7.4)中，用于制备1mM母液。将SJD和DSPE-mPEG两种母液混合来制备mPEG-SJD溶液(SJD∶DPE-mPEG＝1∶1)。超声30分钟后，置于MW3500透析袋中，透析两天后，得到探针SJD-mPEG溶液，即一种纯水环境快速检测次氯酸根的荧光探针。
次氯酸根的检测试验：
取13个5mL样品瓶，分别加入实施例1中所得的荧光探针配置的溶液SJD-mPEG 40μL(该荧光探针浓度为10μM)，然后分别向13个样品瓶中加入浓度为[ClO-]＝0(a)，2.5×10- 5mol/L(b)，5×10-5mol/L(c)，5×10-5mol/L(d)，1×10-4mol/L(e)，1.25×10-4mol/L(f)，1.5×10-4mol/L(g)，1.75×10-4mol/L(h)，2×10-4mol/L(i)，2.25×10-4mol/L(j)，2.5×10- 4mol/L(k)，2.75×10-4mol/L(1)，3×10-4mol/L(m)的次氯酸溶液，常温搅拌1s后，以410nm为激发波长，分别测定这些样品的荧光强度，得13个样品的荧光强度发射光谱变化图，见图3，测定结果表明：该荧光探针的荧光强度随着次氯酸离子浓度的逐渐增加而逐步上升。根据图3的荧光强度变化值可作出对应的拟合后的函数曲线和该曲线所对应的函数图(y＝ax+b，a＝12.6810.b＝323.5603，R2＝0.9986)见图4。
其他分析物对比检测试验：
取21个5mL样品瓶，分别加入实施例1中所得的荧光探针配置的溶液SJD-mPEG 40μL(该荧光探针浓度为10μM)，然后分别将浓度为2×10-2mol/L其他分析物和ClO-各取30μL加入另外后20个样品瓶中，1号样为空白样。然后分别测定21个样品在410nm为激发，550nm波长发射处的荧光发射强度，结果见图5。测定结果表明：其它上述分析物对所制备的荧光探针强度没有明显影响。(注：NaClO响应时间为1s，其余物质响应时间为5min)
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明所作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将4-甲基吡啶和1，3-丙烷磺内酯溶解于乙腈中，升温搅拌，反应结束后冷却至室温，抽滤，真空干燥得产物1；
（2）将6-羟基-2-萘甲醛溶解于二氯甲烷，加入二甲基硫代氨基甲酰氯，随后加入DIPEA，室温搅拌，反应结束后除去大部分二氯甲烷，柱层析提纯产物，真空干燥得到产物2；
（3）取步骤（1）中合成的产物1和步骤（2）中合成的产物2溶解于乙醇，加入哌啶，将混合物升温搅拌，反应结束后除去大部分乙醇，柱层析提纯产物，真空干燥，得到所需荧光探针SJD；
（4）将步骤（3）所得荧光探针SJD溶解在DMSO中以制备母液A；将DSPE-mPEG溶解在磷酸盐缓冲盐水中以制备母液B；将母液A和母液B混合制备mPEG-SJD溶液；超声、透析后，即得目的产物纯水环境快速检测次氯酸根的荧光探针。
2.根据权利要求1所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，4-甲基吡啶和1，3-丙烷磺内酯的摩尔比为1:1。
3.根据权利要求2所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，6-羟基-2-萘甲醛和二甲基硫代氨基甲酰氯的摩尔比为1:4。
4.根据权利要求3所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）产物1和产物2的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求4所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，荧光探针SJD结构式如下：
。
6.根据权利要求5所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，将4-甲基吡啶和1，3-丙烷磺内酯溶解于乙腈中，升温至80℃搅拌3小时。
7.根据权利要求6所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，将混合物置于N2保护的条件下，升温至75℃搅拌8小时。
8.根据权利要求7所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，将将步骤（3）所得荧光探针SJD溶解在DMSO中以制备1mM母液A；将DSPE-mPEG溶解在pH＝7.4的磷酸盐缓冲盐水中，用于制备1mM母液B。
9.根据权利要求8所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，超声30分钟后，置于 MW3500 透析袋中，透析两天后，即得目的产物纯水环境快速检测次氯酸根的荧光探针；母液A中SJD与母液B中DSPE-mPEG的摩尔比为1:1。
10.一种如权利要求1～9任一所述纯水环境快速检测次氯酸根荧光探针制备方法所得荧光探针。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110117666A1 (en) * 2007-03-01 2011-05-19 The University Of Tokyo Fluorescent probe
CN113061109A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 河南理工大学 吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针及其制备方法和应用
CN113527346A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 河南大学 基于bodipy染料专一响应次氯酸的荧光探针、制备及应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110117666A1 (en) * 2007-03-01 2011-05-19 The University Of Tokyo Fluorescent probe
CN113061109A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 河南理工大学 吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针及其制备方法和应用
CN113527346A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 河南大学 基于bodipy染料专一响应次氯酸的荧光探针、制备及应用

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