本發(fā)明涉及一種快速檢測(cè)鋅離子的紅光熒光探針，具體說是一種四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針及其制備方法，屬于分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鋅離子是人體內(nèi)第二富集的過渡金屬，廣泛分布于人體內(nèi)部。例如，成年人體內(nèi)共含有2.3g鋅，而銅的含量僅為250mg。更有趣的是，大量的鋅離子存在于神經(jīng)組織中，如在腦組織中鋅離子的濃度達(dá)到了0.1-0.5mm。目前，已知在其活性中心包含鋅離子的酶的數(shù)目超過了1000種，六大類酶中均存在鋅離子，鋅離子參與了細(xì)胞的所有代謝過程。

生物體內(nèi)外的大量證據(jù)都表明在細(xì)胞凋亡過程中鋅離子是一種重要的調(diào)整元素。鋅離子能夠從突觸囊中釋放出來并通過電位調(diào)控型鈣離子信道進(jìn)入細(xì)胞，這表明游離鋅離子還具有神經(jīng)調(diào)節(jié)功能。此外，鋅離子新陳代謝的紊亂還會(huì)造成很多疾病，例如alzheimer氏病、肌萎縮性(脊髓)側(cè)索硬化、癲癇癥和帕金森氏病等。

然而，由于鋅離子沒有空的d軌道，所以不具有過渡金屬通常所具有的d-d電子躍遷，在可見光區(qū)域，含鋅酶也不具有可見光譜。同時(shí)由于鋅離子不存在未成對(duì)的電子，所以也不表現(xiàn)任何磁信號(hào)，因此利用常規(guī)分析方法，如紫外可見光譜法、核磁共振法或電子順磁共振法均不能在生物體內(nèi)有效地檢測(cè)這種非典型的金屬離子，這給人體內(nèi)鋅離子的研究帶來了一定的困難。近年來發(fā)展起來的鋅離子熒光檢測(cè)技術(shù)是完成上述研究工作最強(qiáng)有力的手段之一。

目前已報(bào)導(dǎo)的鋅離子熒光探針大多基于傳統(tǒng)的熒光發(fā)色團(tuán)如萘酰亞胺、香豆素、羅丹明等，通過熒光淬滅或者熒光強(qiáng)度單一增強(qiáng)來檢測(cè)鋅離子，很大程度上受到探針本身光譜以及儀器性能干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)目前鋅離子熒光探針檢測(cè)所存在的問題和缺陷，本發(fā)明通過分子設(shè)計(jì)，合成出一種四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針，同時(shí)給出了該探針的制備方法及其用途。通過鋅離子配位，阻礙探針本身的能量轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致發(fā)射波長改變，檢測(cè)線可以達(dá)到9×10^-8m，具有高的靈敏度。

本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針(hl)，分子結(jié)構(gòu)式如下：

分子式為：c36h26n2o。

本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針(hl)的合成路線如下：

本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針的合成可以通過以下幾步進(jìn)行：

1)二苯甲烷(1eq)溶于四氫呋喃(thf)中，保持零下20℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，緩慢滴加正丁基鋰(1eq)，30min過后，滴加4-甲氧基二苯甲酮(1eq)，室溫?cái)嚢?小時(shí)，加水淬滅，二氯甲烷(dcm)萃取，旋出溶劑，加入甲苯，加入對(duì)甲苯磺酸(0.1eq)，回流6小時(shí)，冷卻至室溫，柱層析得化合物a。

2)將化合物a(1eq)溶于乙酸中，加入48％的氫溴酸(10eq)，回流24小時(shí)，柱層析后得化合物b。

3)化合物b1eq)溶于乙酸，加入六次甲基四胺(10eq)回流6h，柱層析的化合物c。

4)化合物c(1eq)溶于乙醇，加入8-氨基喹啉(1eq)，滴定幾滴冰乙酸，甲醇重結(jié)晶得化合物hl。

本發(fā)明鋅離子探針的用途：該熒光探針可以應(yīng)用鋅離子的熒光傳感檢測(cè)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：(1)探針的合成成本比較低，且后處理過程相對(duì)簡單；(2)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鋅離子的選擇性快速檢測(cè)，并且選擇性好，抗其他分子干擾能力強(qiáng)。

因此，在鋅離子存在的情況下，該熒光探針可以通過紫外光照的刺激迅速發(fā)生波長紅移且熒光強(qiáng)度的增加，更好的用于鋅離子的檢測(cè)。本發(fā)明探針具有較大的stokes位移，發(fā)光區(qū)已達(dá)到紅光區(qū)域，接近近紅外波長，與探針本身藍(lán)光波長相比，信噪比顯著減小，使得檢測(cè)鋅離子更加確切。故而，本發(fā)明是一種簡單，快速，具有紅光的鋅離子特異性檢測(cè)試劑，在生物離子檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其性能將在實(shí)施例中結(jié)合附圖給予詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是實(shí)施例中本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針hl的¹hnmr圖譜。

圖2是本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針hl隨鋅離子的加入熒光譜圖的變化情況。

圖3是本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針hl隨鋅離子濃度增加熒光譜圖的變化情況。

圖4是本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針hl對(duì)不同金屬離子加入后熒光強(qiáng)度的變化情況。

圖5是本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針hl對(duì)鋅離子的識(shí)別機(jī)理圖譜。

圖6是本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針hl對(duì)鋅離子的識(shí)別機(jī)理核磁驗(yàn)證圖譜。

圖7是本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針hl對(duì)鋅離子的檢測(cè)線圖譜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，實(shí)施例中化合物的號(hào)碼對(duì)于上述方案中化合物的號(hào)碼。

實(shí)施例

本發(fā)明提出的四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針化合物hl的合成

化合物hl的合成路線如下：

1、化合物a的合成：

二苯甲烷(12mmol,2.02g)溶于50ml四氫呋喃中，零下20℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，滴加2.5m正丁基鋰(10mmol,4ml)，滴加4-甲氧基二苯甲酮(12mmol,3.03g)升溫到室溫，攪拌3小時(shí)，加水淬滅，二氯甲烷萃取，旋出溶劑，加入甲苯，對(duì)甲苯磺酸(1.8mmol，0.342g)，回流6小時(shí),冷卻室溫，5％的碳酸氫鈉洗兩次，無水硫酸鎂敢做，旋出溶劑，得到黃色粗產(chǎn)品，重結(jié)晶得白色固體產(chǎn)物化合物a，率80％。¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(tms,ppm)：7.19-7.06(m,9h),7.03-6.92(m,6h),6.87(d,j＝8.7hz,2h),6.70(d,j＝8.8hz,2h),3.67(s,3h)。

2、化合物b的合成：

化合物a(4.4mmol,1.72g)，溶于冰乙酸，加入48％的氫溴酸(50ml)，回流攪拌12小時(shí)，蒸除溶劑，加入甲苯重蒸，乙酸乙酯萃取，分別用碳酸氫鈉，飽和食鹽水洗兩次，無水硫酸鎂干燥，旋出溶劑，柱層析(正己烷/乙酸乙酯＝10:1)得產(chǎn)物化合物b。¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ(tms，ppm)7.16–7.10(m,9h),7.08–7.02(m,6h),6.92(d,j＝8.3hz,2h),6.59(d,j＝8.3hz,2h),4.61(s,1h)。

3、化合物c的合成：

將化合物b(1.0g，3mmol)溶于50ml冰乙酸里，加入六次甲基四胺(4.2g,30mmol)，回流3小時(shí)，反應(yīng)完全后，用二氯甲烷萃取2次，水洗2-3次，鹽水洗1次，無水硫酸鈉干燥，減壓旋干溶劑后得粗產(chǎn)品，柱層析(二氯甲烷/甲醇＝50:1)得化合物c，產(chǎn)量為70％。¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(tms,ppm):10.70(s,1h),10.11(s,1h),7.23(d,j＝2.4hz,1h),7.20–7.07(m,10h),7.01–6.94(m,6h),6.75(d,j＝8.6hz,1h)。

4、化合物hl的合成：

化合物c(0.376g,1mmol)和8-氨基喹啉(0.30g,1mmol)溶于乙醇，滴加1滴冰乙酸，回流過夜，析出固體，重結(jié)晶得化合物hl。產(chǎn)率90％。¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(tms,ppm):14.07(s,1h),8.89(s,1h),8.43(d,j＝8.3hz,1h),7.91(d,j＝7.9hz,1h),7.73–7.55(m,3h),7.27(d,j＝2.3hz,1h),7.15(m,j＝19.5,8.4hz,9h),7.08–6.97(m,8h),6.75(d,j＝8.5hz,1h)，核磁譜圖如圖1所示。

本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針化合物hl隨鋅離子加入當(dāng)量的增加熒光譜圖的變化：

取本實(shí)施例制備的四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針化合物hl溶于四氫呋喃(thf)中，制成1mmol/l儲(chǔ)備液。從儲(chǔ)備液中取出20ul加入到5ml的離心管當(dāng)中，用thf稀釋至4ml，加入不同當(dāng)量(0-2.0eq)的鋅離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)量其熒光性質(zhì)。熒光光譜如圖2和3所示，發(fā)光機(jī)制和核磁氫譜隨著鋅離子加入的譜圖變化分別見圖4和5。

本發(fā)明四苯乙烯席夫堿紅光鋅離子探針化合物hl對(duì)不同金屬離子的選擇性：

從前述儲(chǔ)備液中取出20μl加入到5ml的離心管當(dāng)中，分別加入等摩爾量的競(jìng)爭(zhēng)分子標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中一個(gè)加入等摩爾量的鋅離子標(biāo)準(zhǔn)溶液[(1)空白；(2)鋅離子；(3)cd²⁺；(4)mg²⁺；(5)ag⁺；(6)co²⁺；(7)mn²⁺；(8)ni²⁺；(9)cu²⁺；(10)k⁺；(11)ba²⁺；(12)na⁺]，30min后以thf為溶劑，365nm為激發(fā)光，檢測(cè)溶液的熒光發(fā)射光譜變化，結(jié)果如圖6所示。同時(shí)還研究了其他金屬離子對(duì)本發(fā)明探針熒光強(qiáng)度的影響，在以thf為溶劑，365nm為激發(fā)光。由圖6看可以發(fā)現(xiàn)，其他金屬離子對(duì)化合物hl在600nm處的熒光幾乎沒有影響，而鋅離子溶液的加入使化合物hl在600nm處的熒光顯著增強(qiáng)。

綜合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本發(fā)明探針對(duì)鋅離子具有專一選擇性，同時(shí)具有高靈敏性，最低檢測(cè)性可以達(dá)到9×10^-8m(圖7)。探針識(shí)別鋅離子發(fā)光波長為600nm，為紅光區(qū)域，接近近紅外區(qū)域，為以后應(yīng)用在生命體系中的鋅離子識(shí)別具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>