一种基于罗丹明b的铝离子传感器、制备及应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基于罗丹明B的铝离子传感器、制备及应用。采用紫外-可见分光光度计以及荧光分光光度计测定水相中罗丹明类探针的特征峰的强度变化，今儿确定Al3+的存在。本发明以罗丹明B(RhodanmineB)为前体合成目标产物N1-(2-(3'，6'-二(二乙基氨基)-3-氧代螺[异二氢吲哚1,9'-呫吨]-2-基)乙基)-N4，N4-双(吡啶-2-甲基)琥珀酰胺。本发明提供了目标产物在重金属离子检测中的应用，发现其对Al3+有很好的检测效果，与现有技术相比，本发明采用的原料易得，合成步骤简单，后处理亦很方便，较易实现大规模生产，在检测生物活体以及环境中的Al3+方面有很大的应用前景。
【专利说明】-种基于罗丹明B的铝离子传感器、制备及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物化学领域，具体涉及一种基于罗丹明B的铝离子荧光传感器、制 备及应用。
【背景技术】
[0002] 铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元 素，铝元素与人类有十分密切的关系，研究表明，铝在一定程度上对人体是有益的，可以缓 解铅对人体的毒害，但是过量的铝会对人体造成极大的危害，铝离子能够通过食物链在生 物体内富集，进而对人们的骨骼，脑以及神经系统造成严重的损伤，因此研究出一种能够快 速方便检测Al 3+的方法具有十分重要的意义。
[0003] 目前，检测重金属离子的方法主要有：原子吸收光谱法、原子荧光光度法、电感耦 合等离子质谱法等，但是这些方法所需仪器价格较为昂贵费时，且携带不便。荧光探针技术 是一种利用探针化合物与弱荧光物质或非荧光物质以共价或其他形式结合从而形成能发 出荧光的配合物、超分子或者是聚集体，进而实现在分子水平的实时监测离子、有机或无机 小分子及生物大分子一项技术，由于荧光分析的高灵敏度、高选择性，同时检测方法简单， 能提供较为丰富的光谱信息，目前已经被广泛应用于分析化学、生物化学、医学等领域。
[0004] 罗丹明类染料由于其摩尔吸光系数较大，荧光量子产率高、光谱性能优越、结构简 单、易于修饰，已经被广泛应用与分子探针设计，目前，罗丹明类分子探针多用于检测Fe 3+， Cr3+，Zn2+等。
[0005] 文献 1 (Li Y P, Liu X M, Zhang Y H, et al. A fluorescent and colorimetric sensor for Al3+based on a dibenz〇-18-crown-6derivative[J]. Inorganic Chemistry Communications, 2013, 33:6-9.)报道了一种以二苯并-18-冠醚-6 为原料，在 CH2C12 经 HN03/H2S04硝化，然后在乙醇中经Pd/C，肼催化还原之后，再与联苯甲酰反应，最终合成一种 基于二苯并-18-冠醚_6的铝离子传感器，产率为30 %。
[0006] 文献 2 (Azadbakht R, Almasi T, Keypour H, et al. A new asymmetric Schiff base system as fluorescent chemosensor for Al3+ion[J] · Inorganic Chemistry Communications, 2013, 33:63-67.)报道了 一种以 Nl-(吡啶-2-基甲基）-Nl-(2-(吡 啶-2_基甲基氨基）乙基）乙烷-1，2-二胺和2-羟基-1-萘甲醛为原料，经醛胺缩合，最 终合成一种结构稳定，基于不对称希夫碱的铝离子传感器，产率为80%。
[0007] 文献 3 (Azadbakht R，Khanabadi J. A highly sensitive and selective off - on fluorescent chemosensor for Al3+based on naphthalene derivative[J]. Inorganic Chemistry Communications, 2013, 30:21-25.)报道了一种以 1，2-双（溴甲基）苯：2-轻 基-1-萘甲醛=1:2为原料，合成一种二醛7,7'-((1，2-亚苯基双（亚甲基））二（氧基）） 双（1-萘），然后该二醛与1，2_二氨基丙烷在甲醇/DMF(7:3，V/V)中进行缩合，并经NaBH 4 还原，最终合成一种基于萘衍生物的铝离子传感器。
[0008] 上述文献所报道的合成方法存在以下缺陷：
[0009] (1)如文献1中Al3+探针原料二苯并-18-冠醚-6价格昂贵，不宜批量生产。
[0010] (2)如文献3中，Al3+的探针荧光强度低，灵敏度不高，且选择性亦较差。
[0011] (3)如文献1、2、3中，Al3+的探针量子产率低，灵敏度不高。
[0012] 上述缺陷造成至今为止，应用现有工艺方法难以得到生产成本低、荧光强度高，选 择性较好的铝离子传感器制备方法。
【发明内容】
[0013] 本发明目的是提供一种基于罗丹明B的铝离子荧光传感器、制备及应用。
[0014] 实现本发明目的的技术解决方案是：
[0015] 一种基于罗丹明B的铝离子荧光传感器，该Al3+荧光传感器的结构如下：
【权利要求】
2. -种基于罗丹明B的铝离子荧光传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步，将化合物2与丁二酸酐在常温下混合，反应完成之后，减压除去溶剂，萃取，硅 胶柱分离，除去溶剂最后得化合物3 ; 化合物2的结构式如下：
第二步，将化合物3与Ν，Ν' -二环己基碳二亚胺、1-羟基苯并三唑、N，N-二乙基乙胺常 温混合，然后加入过量的二甲基吡啶胺，反应完成之后，减压除去溶剂，萃取，硅胶柱分离， 除去溶剂得到化合物4即为所述Al 3+荧光传感器。
3. 如权利要求2所述的铝离子荧光传感器的制备方法，化合物2的制备是将罗丹明B 与过量的乙二胺在无水乙醇中加热回流过夜，反应完成之后，减压除去溶剂，萃取，硅胶柱 分离，除去溶剂得到最后得到化合物2。
4. 如权利要求3所述的铝离子荧光传感器的制备方法，其特征在于，罗丹明B与乙二胺 的摩尔比为1 :5,反应时间为12h。
5. 如权利要求3所述的铝离子荧光传感器的制备方法，其特征在于，反应得到的粗产 物使用硅胶柱进行分离纯化，洗脱液为MeOH :CH2C12 = 1 :50。
6. 如权利要求2所述的铝离子荧光传感器的制备方法，第一步反应中所用罗丹明B :丁 二酸酐=1 :1，反应时间为lOmin。
7. 如权利要求2所述的铝离子荧光传感器的制备方法，其特征在于，第一步反应得到 的粗产物使用硅胶柱进行分离纯化，洗脱液为MeOH :CH2C12 = 1 :50。
8. 如权利要求2所述的铝离子荧光传感器的制备方法，第二步反应中所得产物为leq， N，N'_二环己基碳二亚胺：1-羟基苯并三唑：N，N-二乙基乙胺=1. 2eq :1. 2eq :1. 5eq，反应 时间为4_6h。
9. 如权利要求2所述的铝离子荧光传感器的制备方法，第二步反应得到的粗产物使用 硅胶柱进行分离纯化，洗脱液为MeOH :CH2C12 = 1 :20。
10. -种权利要求1所述的基于罗丹明B的铝离子荧光传感器用于检测铝离子。
【文档编号】G01N21/64GK104087288SQ201410342704
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】包晓峰, 曹乾升, 曹小伟, 史加新 申请人:南京理工大学