一种检测氟离子的水溶性糖类荧光分子探针、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于分析化学领域，设及一种检测氣离子的水溶性糖类巧光分子探针、制 备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 氣虽然对人体有益，但并非多多益善，过多摄入氣，可产生氣骨病；引发人全身性 中毒，肌体内各组织器官都会受到一定程度的损害，且氣不易通过代谢排除体外。迄今对于 氣离子的检测人们已经发展出多种方法，如原子吸收光谱、原子发射谱等。然而运些方法有 着很多缺点，如样品需要预处理、检测不够快速、检测价格昂贵等。因此，在很多重要的应用 场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性地分析检测运些氣离子的方法。化学传 感器能够较好地满足W上几个要求。近几年来，设计和使用化学传感器来检测氣离子逐渐 成为一个新兴的研究热点。
[0003] 文献报道氣离子的巧光分子探针合成方法复杂，并且成本高，合成的产物对氣离 子的检测处在可见光谱范围W外，不能通过肉眼观察到颜色的变化，必须要借助于昂贵的 检测仪器。另外，还存在如样品需要预处理、检测不够快速、水溶性差、检测价格昂贵等缺 点。因此，在很多重要的应用场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性地分析检测 氣离子的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有问题，提出一种快速、准确、低成本的氣离子检测巧光分 子探针、制备方法及其应用，通过该分子探针可W选择性地检测出样品中的氣离子。
[0005] 本发明的目的通过W下技术方案实现
[0006] 1.本发明提供一种检测氣离子的水溶性糖类巧光分子探针，该分子探针化学式如 下I式所示：
[0007]
[0008] 其中，Rl为娃基保护基，包括娃基类化合物及其衍生物；R2为糖基配体，包括所有 的糖类化合物及其衍生物。
[0009] 2.上述1提供的水溶性糖类巧光分子探针，其中，所述娃基保护基为TBDPS(叔下 基二苯基娃基），所述糖配体为葡萄糖。
[0010] 3.本发明还提供上述1提供的水溶性糖类巧光分子探针的制备方法，其中，该方 法包括如下步骤： 柳川 （I)将I.Og的化合物3,和0. 5g咪挫溶解在干燥的16血邸2化中；其中，化合物3 如式3所示
[0012] (2)氮气条件下像溶液中加入1. 2g的TBDPSC1，上述溶液室溫下揽拌化，加入水终 止反应； 阳〇1引 做50血的邸2化萃取，收集有机化干燥，浓缩，柱色谱分离得到1. 4g的质量分 数为85 %粉末状固体化合物4,如式4所示；
[0014] (4)将0. 40g的化合物4和0. 2Ig的化合物5溶解在体积比为3 : 1的THF和&0 混合液中，向上述溶液中加入0. 02g的化S〇4和0. 07g抗坏血酸钢，反应液回流比.减压蒸 出THF，然后用SOmLCHzClz萃取3次，收集有机相，干燥，浓缩，柱色谱分离得到0. 46g的质 量分数为86%粉末状白色固体化合物1，如式1所示；化合物5如式5所示； 阳01引反应过程如下：
[0017] 4.本发明还提供上述1或2所述的巧光分子探针在氣离子检测中应用，检测中保 证纯水中氣离子的下限浓度为0. 20mg/L，即该巧光分子探针的灵敏度为0. 20mg/L。
[0018] 5.上述4提供的应用，其中，在氣离子浓度为0-1. 4mM范围内，加入巧光分子探针， W肉眼观察颜色变化，同时，W0. 2mM为梯度，检测不同浓度的氣离子巧光光谱，获得关于 氣离子浓度与颜色变化的标准曲线。
[0019] 6.上述4提供的应用，其中，将待检测物溶解于纯水中，保证其中的氣元素全部W 离子的形式溶解于水中形成样品水溶液，加入巧光分子探针，W肉眼观察颜色变化，当出现 亮黄色说明待检测物中含有氣元素；对照氣离子浓度标准曲线，确定样品水溶液中氣离子 的浓度，从而定量检测待检测物中氣的浓度。
[0020] 7.本发明还提供包括上述1或2提供的水溶性糖类巧光分子探针的检测试纸、检 测试剂盒或者便携式固体巧光分子探针的试剂。
[0021] 有益效果：
[0022] 1.糖类化合物在自然界中大量存在。由于含有多个径基，因此运些化合物在水中 的溶解度很大，还能提高其生物相容性而且糖类化合物无毒无害，不会对环境造成二次污 染。结合糖类化合物的巧光配体具有无毒性和高溶解性。
[0023] 2.本发明提供的水溶性糖类巧光分子与经过试验，氣离子作用后会引起巧光强度 和溶液颜色的巨大变化，不需要借助仪器，通过颜色变化便可W快速定性定量检测出样品 中氣离子，可用于水中和生物组织内氣离子的快速定性检测，特别适用于现场实时检测。
[0024] 3.合成的水溶性糖类巧光分子具有高选择性，高灵敏度，在纯水中的检测限为 0. 2〇111邑/1，实际水样中的检测限可W达到0. 38mg/L。肉眼检测限正好是W册，抓的推荐的 1. 5mg/L的饮用水标准。就能快速判断水体中氣离子是否超过饮用水水质标准。
【附图说明】
[0025] 图1巧光探针对氣离子的选择性实验结果图
[0026] 大图表示氣离子和其他离子随着波长的改变巧光强度的变化；小图表示当氣离子 巧光强度最强时即520nm波长下每种离子的巧光强度；
[0027] 图2巧光探针加入各种离子溶液后的颜色变化；
[0028] 图3氣离子浓度与巧光强度之间的关系图
[0029] 大图表示在氣离子浓度区间为0-1. 4mM时不同波长下的巧光强度；小图表示氣离 子浓度与巧光强度之间的线性关系；
[0030] 图4巧光探针加入不同浓度的氣离子溶液后的颜色变化
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例对本发明做进一步说明，下列实施例中未注明具体条件的实验方 法，通常按照本领域的公知手段。
[0032] 旋光度在25°C时用Perkin-Elmer241MC自动旋光仪测得。IHNMR由Br址erARX 400在CDCI3中测得，W四甲基娃为内标。质谱采用VGPLATFORM质谱仪，用ESI技术进样。 薄层色谱CTLC)由HF254硅胶板上用30% (v/v)的硫酸甲醇溶液或紫外0JV)检测器检测。 柱色谱采用100-200目的硅胶，用乙酸乙醋-石油酸化0-90°C)作为淋洗液，溶液在小于 60°C时减压蒸馈，W下未特别说明的化合物都是可商购或可参照文献制备的物质。 阳〇3引实施例1:
[0034] 水溶性糖类巧光分子探针的制备过程如下所示：
[0036]将化合物 3(1. 〇g，2. 7mmol)和咪挫 0). 5g，8.Immol)溶解在干燥的CHsClzde血） 中，氮气条件下像溶液中加入叔下基二苯基娃基灯抓PSCia. 2g，4.Immol).上述溶液室溫 下揽拌化。加入水终止反应，用CHzClz(SOmL)萃取，收集有机相，干燥，浓缩，柱色谱分离 (4 : 1石油酸-乙醇）得到粉末状固体化合物4(1. 4g，85%)。检测化合物4的旋光度、 分子量结果如下：[(]D25-14(c2. 4,CHC13) ;1HNMR(CDC13,400MHz) 5 灯MS，ppm) :1. 10(s， 9H，（CH3)3C)，2. 54(s，lH，CH三CCH20)，4. 69(s，2H，CH三CCH20)，6. 42-6. 45(m，lH)，6. 49-6. 52 (m，IH)，6.62-6. 69 (m，3H)，6.79 (s，IH)，7. 14 (d，IH，J = 7. 5)，7. 37-7. 47 (m， 6H)，7. 57-7. 66(m，2H)，7. 70-7. 72(m，4H)，7. 98(d，lH，J = 7. 5).13CNMR(CDC13，100 MHz) 5 (TMS，卵m) :19. 32,26. 33(3C)，55. 81,76. 05,77. 76,82. 89, 101. 91，107. 33, 111. 77， 111. 89,112. 01，116. 20,123. 82,124. 79, 126. 63,127. 83巧C)，128. 70, 128. 98,129. 54， 130. 04,132. 06,