液，再分别加入 0.0 lmL摩尔浓度为I. 0 X 10 3mol/L的8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼的DMF-H20(DMF与H2O 的体积比为1:99)溶液，然后分别加入不同浓度的镉离子溶液，用去离子水定容至IOmLdg 匀混合作用20min后测定各溶液的荧光强度，荧光强度测定条件为激发狭缝5nm，发射狭缝 l〇nm，激发波长369nm，发射波长470nm，荧光吸收光谱中470nm处荧光吸收峰随镉离子浓度 的增加而逐渐增大，确定荧光强度与镉离子浓度的定量关系并制作标准曲线(如图3)，其中 检测限（LOD)由方程式LOD=KSyS给出，K=3, S。为空白测定的标准偏差（n=6)，S是工作曲 线的灵敏度，有关分析参数列于表1。由表1和图3可知该检测方法具有很好的线性关系和 较高的分析灵敏度，该检测方法的最低检测下限是5X 10 7mol/L。
[0019] 表1不同浓度镉离子的分析参数
实施例3 在多个IOmL的比色管中分别加入ImL 4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液，再分别加入 0.0 lmL摩尔浓度为1.0 X 10 3mol/L的8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼的DMF-H2O溶液，然后 分别加入摩尔浓度均为1.0X10 3mol/L金属离子标配溶液，用去离子水定容至10mL，摇匀 后测定各溶液的荧光强度(如图4)，结果表明当同样浓度的各种金属离子分别与探针分子 KXZ作用时，只有Cd2+和Zn 2+的加入使混合体系在470nm处荧光强度增强，而其它金属离子 与探针分子作用时，相比较于空白样品，其荧光强度没有明显变化，表明探针分子KXZ对镉 离子和锌离子的识别具有很好的选择性。
[0020] 实施例4 8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼与镉离子或锌离子发生了荧光增强作用，当镉离子与探 针分子KXZ的摩尔比达到1:1时，荧光强度达到一个稳定值(如图5)。探针分子KXZ与重 金属镉离子和锌离子能够形成摩尔比为1:1的络合作用，改变分子中质子转移共辄体系， 而使荧光产生增强作用。根据探针分子的结构特点和文献报道类似结构的机制，探针分子 KXZ与镉离子和锌离子的作用机制如下： Cd2+与KXZ的络合作用
实施例5 本实施例将探针分子KXZ用于动物肾上皮细胞MDCK (正常细胞）中镉离子的检测， (1)仪器设备 恒温培养箱、光学显微镜和聚焦激光扫描显微镜（LSM510 NLO Axiovert 200 laser scanning microscope)。
[0021] (2)细胞培养 将MDCK细胞株解冻后置于培养皿中培养24h，分别置于六孔培养皿中，每孔内分别容 有3mL DMEM培养液，配制的硝酸镉溶液的摩尔浓度为50 μ M，探针分子KXZ的摩尔浓度为 100 μ Mo
[0022] (3)实验方法 将探针分子KXZ溶液按照样品的浓度要求取一定的量分别置于培养板的各孔中，与细 胞溶液混合均匀后，置于恒温培养箱中培养12h后，分别用4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液冲 洗培养皿的细胞，冲洗干净后加入新鲜的培养液，然后加入处理好的金属离子的去离子水 溶液，用新鲜4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液冲洗干净后立即进行聚焦激光扫描显微镜的检 测。其中亮场MDCK细胞荧光图像见图6,用100 μΜ的探针分子KXZ孵育过的细胞在加入 50 μ M的硝酸镉溶液后Os和13s后的MDCK细胞荧光图像见图7,由图7可以看出探针分子 KXZ进入MDCK细胞后荧光微弱，而在加入Cd2+后细胞的荧光迅速增强，说明该探针分子KXZ 在活性细胞内膜的穿透性很好，且与镉离子的荧光响应快速有效。
[0023] 图8是MDCK细胞经探针分子KXZ孵育后加入镉离子后动态扫描过程图像，具体步 骤为：向MDCK细胞中加入50 μ M的硝酸镉溶液，在37°C孵育2h，然后洗涤3次后，利用激光 扫描共聚焦显微镜动态观测加入100 μΜ探针分子KXZ后的动态过程，采集图像的时间间隔 为 I. 67s。
[0024] 图9是MDCK细胞经探针分子KXZ孵育后加入镉离子后从0-13. 3s的荧光图像，在 MDCK活细胞内探针分子能够快速响应镉离子，30s后即能达到稳定的最大值，实验结果表 明探针分子KXZ在MDCK细胞内的渗透性好，与镉离子荧光响应快速，能应用于MDCK细胞内 镉离子检测的化学传感器。
[0025] 实施例6 探针分子KXZ的合成 将0. 5_〇1 8-羟基喹啉-7-醛加入反应容器中，再加入5mL水，搅拌混合均匀后加入 0. 55mmol水杨酰肼，然后加入ImL PEG-400作为相转移催化剂，搅拌混合均勾后置于微波 反应仪中，设置微波功率600W，控温80 °C，搅拌反应直至TLC监控反应完全后得到粗产物， 粗产物经抽滤、水洗和真空干燥后得到目标产物8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物，具 体合成路线为：
[0026] 以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该 了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入 本发明保护的范围内。
【主权项】
1. 8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物作为镉离子荧光探针的应用，其中8-羟基喹 啉-7-醛缩水杨酰肼化合物的化学式为2. 根据权利要求1所述的8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物作为镉离子荧光 探针的应用，其特征在于所述的8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物的具体合成步骤 为：将0. 5_〇1 8-羟基喹啉-7-醛加入反应容器中，再加入5mL水，搅拌混合均匀后加入 0. 55mmol水杨酰肼，然后加入ImL PEG-400作为相转移催化剂，搅拌混合均勾后置于微波 反应仪中，设置微波功率600W，控温80 °C，搅拌反应直至TLC监控反应完全后得到粗产物， 粗产物经抽滤、水洗和真空干燥后得到目标产物8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物，具 体合成路线为：3. 根据权利要求1所述的8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物作为镉离子荧光探针 的应用，其特征在于具体应用过程为： (1) 在多个IOmL的比色管中分别加入ImL 4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液，再分别加入 0.0 lmL摩尔浓度为I. 0 X 10 3mol/L的8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼的DMF-H2O溶液，然后 分别加入不同浓度的镉离子标准溶液，用去离子水定容至10mL，摇匀后测定各溶液的荧光 强度，确定荧光强度与镉离子浓度的定量关系并制作标准曲线； (2) 在IOmL的比色管中加入ImL 4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液，再加入0.0 lmL摩尔 浓度为I. 〇 X 10 3mol/L的8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼的DMF-H2O溶液，然后加入待测溶 液，用去离子水定容至10mL，摇匀后测定待测溶液的荧光强度，根据荧光强度与镉离子浓度 的定量关系确定待测溶液中镉离子的浓度； 所述的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液的pH=7. 0,所述的DMF-H2O溶剂中DMF与H2O的 体积比为1:99,所述的荧光强度测定条件为激发狭缝5nm，发射狭缝10nm，激发波长369nm， 发射波长470nm〇
【专利摘要】本发明公开了8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物在镉离子荧光探针中的应用，属于光分析检测技术领域。本发明的技术方案要点为：一种8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物作为镉离子荧光探针的应用，其中8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物的化学式为，本发明还公开了8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物作为镉离子荧光探针的具体应用过程。本发明所述的8-羟基喹啉-7-醛缩水杨酰肼化合物作为荧光探针在细胞内渗透性好，与镉离子荧光响应快速，能够较好地用于细胞内镉离子检测的化学传感器。
【IPC分类】G01N21/64, C07D215/26, C09K11/06
【公开号】CN105176524
【申请号】
【发明人】时蕾, 潘峰, 刘统信, 麻娜娜, 张贵生, 刘青峰
【申请人】河南师范大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月21日