一种检测氰根离子和次氯酸的荧光探针及其制备和应用的制作方法

本发明属于化学分析检测技术领域，具体涉及一种检测氰根离子和次氯酸的荧光探针及其制备和应用方法。

背景技术：

氰化物在工业生产中起着非常重要的作用，广泛应用于金矿开采，电镀，树脂及纤维合成等领域。然而，氰化物是剧毒物，其致死量为0.5-3.5mg/kg。氰化物可以通过肺、皮肤、受污染的食物和受污染的饮用水摄入体内。氰根离子能抑制哺乳动物中的细胞呼吸，并且通过抑制中枢神经系统而导致死亡。根据世界卫生组织(who)，饮用水中允许的最高氰化物浓度为1.9μm。因此，氰根离子检测具有重要意义。

次氯酸在日常生活中被广泛用作消毒剂、抗菌剂和漂白剂。同时，次氯酸也是一种重要的活性氧物种(ros)，在各种生理和病理过程中起到重要作用。但是，过量的次氯酸对人体有危害，会导致多种疾病，如关节炎、神经性退行疾病、心血管疾病以及癌症。因此，次氯酸检测具有重要意义。

至今，已经开发出了许多检测氰根离子和次氯酸的方法。其中包括原子吸收光谱法，电化学分析法等。但是这些方法存在着诸如费用昂贵，样品制备复杂，测试时间长等缺点。有机荧光探针因为具备快速检测、操作简单和高灵敏度等优点而备受广大科研工作者关注。近年来，各种检测氰根离子和次氯酸的荧光探针应运而生，这些探针面临高选择性、高灵敏性、快速响应和良好水溶性的挑战。总体来说，目前针对单一氰根离子和单一次氯酸的探针相对较多，但是缺少一种能够同时快速、高效地检测氰根离子和次氯酸的探针。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种易于制备、低成本、快速检测、性能稳定的化学荧光探针，并提供该探针的合成方法，还在此基础上开发出一种同时高选择性和高灵敏度检测氰根离子和次氯酸的方法。

本发明的特点是采用经典的近红外染料——七甲川吲哚菁衍生物为荧光基团和识别基团，利用氰根离子的亲核性和次氯酸的氧化性设计了咔唑修饰的新型七甲川吲哚菁衍生物探针cz-cy7，该探针能同时快速高效识别氰根离子和次氯酸。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

根据本发明的第一个实施方案，提供具有通式(i)的化合物：

根据本发明的第二个实施方案，提供上述化合物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

1)以苯肼-4-磺酸、甲基异丙基酮、溴乙烷为原料，通过fischer反应和烷基化反应合成具有通式(ii)的n-乙基-2,3,3-三甲基吲哚-5-磺酸钾，标记为“吲哚衍生物”；反应如下：

2)以环己酮和三氯氧磷为原料，二氯甲烷为溶剂，n,n-二甲基甲酰胺(dmf)为溶剂和反应试剂，通过vilsmeier-haack甲酰化反应合成具有以下通式(iii)的缩合剂：

3)将步骤1)合成的具有通式(ii)的吲哚衍生物与步骤2)合成的具有通式(iii)的缩合剂进行knoevenagelcondensation反应，获得具有以下通式(iv)的缩合产物(m1)：

4)将步骤3)获得的具有通式(iv)的缩合产物(m1)与n-苯基-3-咔唑硼酸(b)通过suzuki偶联反应来获得具有通式(i)的目标探针化合物：

优选的是，在上述制备方法中，步骤1)是如下进行的：

在反应器中加入乙酸、苯肼-4-磺酸和甲基异丙基酮，进行回流反应(优选在惰性气体的保护下回流反应3-15小时)；然后加入氢氧化钾的有机醇饱和溶液(例如异丙醇饱和溶液：将氢氧化钾溶于异丙醇中所制成的饱和氢氧化钾异丙醇溶液)；再加入溴乙烷和乙腈，进行回流反应(优选在惰性气体的保护下回流反应5-48小时)；冷却至室温后，抽滤，洗涤(优选采用乙醚洗涤)，干燥(优选采用真空干燥)后得到具有通式(ii)的n-乙基-2,3,3-三甲基吲哚-5-磺酸钾，标记为“吲哚衍生物”。

作为优选，苯肼-4-磺酸和甲基异丙基酮的摩尔比为1:2-5，优选为1:3-4,更为优选为1:3.5-3.8；。

作为优选，苯肼-4-磺酸和溴乙烷的摩尔比为1:1-3，优选为1:1.2-2.5，更优选为1:1.5-2。

优选的是，在上述制备方法中，步骤1)是如下进行的：

在反应器中加入乙酸、苯肼-4-磺酸和甲基异丙基酮，在惰性气体的保护下进行回流(例如3-15小时)；将反应混合物冷却，然后滴加到不良溶剂或沉淀用溶剂(例如乙酸乙酯)中，有粉红色固体析出；然后将反应混合物进行抽滤，固体物用溶剂(例如乙醚)洗涤，干燥；将干燥后的粉红色粉末用有机溶剂(例如甲醇或乙醇)溶解而获得化合物(a)的溶液(例如化合物(a)的甲醇溶液或乙醇溶液)，然后向化合物(a)的溶液中滴加氢氧化钾的有机醇饱和溶液(例如异丙醇饱和溶液：将氢氧化钾溶于异丙醇中所制成的饱和氢氧化钾异丙醇溶液)，析出黄色固体物，离心分离，并用溶剂(例如乙醚)洗涤和干燥，获得相应的钾盐；然后在另一个反应器中加入上述钾盐、有机溶剂(例如乙腈)和溴乙烷，在惰性气体(例如氮气)保护下回流(例如10-40小时，如24小时)，有红色的固体物析出；冷却至室温后，反应混合物进行抽滤，固体物用溶剂(例如乙醚)洗涤，干燥，获得通式(ii)的化合物。

更优选的是，步骤1)是如下进行的：向单口瓶中，依次加入乙酸、苯肼-4-磺酸和甲基异丙基酮，在惰性气体(例如氮气)保护下回流(例如3-12小时，如8小时)，此时溶液变成暗红色；冷却至室温后，将反应液缓慢滴入乙酸乙酯中，溶液中有粉红色固体析出；然后抽滤，并用乙醚洗涤多次，最后真空干燥；将上述干燥后的粉红色粉末用甲醇溶解，将氢氧化钾溶于异丙醇中制成饱和溶液，然后向甲醇溶液中滴加氢氧化钾的异丙醇饱和溶液，得到黄色固体，离心分离，并用乙醚洗涤(例如3-4次)，真空干燥；另取一个单口瓶，向瓶中依次加入上述黄色固体、乙腈和溴乙烷，在惰性气体(例如氮气)保护下回流(例如10-40小时，如24小时)，有红色的固体析出；冷却至室温后，抽滤，并用乙醚洗涤，真空干燥，获得通式(ii)的化合物。

优选的是，在上述制备方法中，其中步骤2)是如下进行的：

向反应器中加入dmf，在冷却下(例如在0℃冰浴的冷却下)加入三氯氧磷和二氯甲烷，反应(优选为在室温下反应0.2-6小时)，加入环己酮，回流反应(优选为加热回流反应1-12小时)；待反应冷却后(优选为冷却至室温后)，将反应混合液滴入冰水中，搅拌(优选为搅拌6-48小时)，抽滤，干燥(优选为真空干燥)，得到具有通式(iii)的缩合剂。

作为优选，环己酮:三氯氧磷:dmf的摩尔比为1:1-5:2-8，优选为1:1.5-4.5:2.5-7，更优选为1:2-4:3-6。

优选的是，在上述制备方法中，其中步骤2)是如下进行的：

在反应器中加入有机溶剂(例如dmf)，在冷却下(例如在0℃冰浴的冷却下)缓慢滴加三氯氧磷和二氯甲烷的混合溶液，然后将混合溶液升温(例如升至室温)后进行反应(例如0.5-3小时，如1或2小时)，再向混合溶液中缓慢滴加环己酮；在环己酮滴加完后，加热回流(例如2-6小时)，此时混合溶液变成橙红色，将反应混合溶液降温(例如降温至室温)后，将混合溶液滴加到碎冰中，搅拌(例如搅拌过夜)，抽滤，干燥(例如真空干燥)，获得通式(iii)的缩合剂。

优选的是，步骤2)是如下进行的：向三口瓶中加入dmf，在0℃冰浴下缓慢滴加三氯氧磷和二氯甲烷的混合溶液；撤去冰浴，混合溶液在室温下反应(例如0.5-3小时，如1或2小时)，再向混合溶液中缓慢滴加环己酮；滴加完后，混合物加热回流(例如加热至40℃，例如回流2-6小时，如4小时)，此时溶液变成橙红色；待反应混合液冷却至室温后，将混合液滴入冰中，过夜，抽滤，真空干燥(例如24小时)，获得通式(iii)的缩合剂。

优选的是，在上述制备方法中，其中步骤3)是如下进行的：

在反应器中加入步骤1)合成的具有通式(ii)的吲哚衍生物、步骤2)合成的具有通式(iii)的缩合剂、醋酸钠和乙酸酐，回流反应(优选为在氮气保护下回流反应6-24小时)；冷却(优选为冷却至室温)，分离(优选采用在乙醚中沉降并经柱层析分离提纯)，得到具有以下通式(iv)的缩合产物(m1)。

作为优选，步骤1)合成的具有通式(ii)的吲哚衍生物和骤2)合成的具有通式(iii)的缩合剂的摩尔比为1-10:1，优选为2-8:1，更优选为3-5:1。

优选的是，在上述制备方法中，其中步骤3)是如下进行的：

在反应器中加入步骤1)中获得的通式(ii)的化合物n-乙基-2,3,3-三甲基吲哚-5-磺酸钾、步骤2)获得的通式(iii)的缩合剂、醋酸钠和乙酸酐，在惰性气体保护下回流(例如加热至80℃回流，例如回流4-20小时，如12小时)，此时溶液颜色呈现为绿色；将反应溶液冷却(例如冷却至室温)后，减压除去乙酸酐，而所得残留物用溶剂(例如甲醇或乙醇)溶解，再将所得溶液滴入不良溶剂或沉淀用溶剂(例如乙醚)中，抽滤，并用溶剂(例如大量乙醚)洗涤，干燥；所得绿色粗产物进行提纯(例如用柱层析分离提纯)，得到绿色带金属光泽的固体，即通式(iv)的缩合产物(m1)。

优选的是，向单口瓶中，依次加入步骤1)中获得的通式(ii)的化合物n-乙基-2,3,3-三甲基吲哚-5-磺酸钾、步骤2)获得的通式(iii)的缩合剂、醋酸钠和乙酸酐，在惰性气体(例如氮气)保护下回流(例如加热至80℃回流，回流4-20小时，如12小时)，此时溶液颜色呈现为绿色；冷却至室温后，减压除去乙酸酐，用甲醇溶解，再将其滴入乙醚中，抽滤，并用大量乙醚洗涤，真空干燥；所得绿色粗产物用柱层析分离提纯，以氯仿/甲醇(例如4:1,v/v)为洗脱剂，收集绿色的色带，蒸干溶剂，最终得到绿色带金属光泽的固体，即通式(iv)的缩合产物(m1)。

优选的是，在上述制备方法中，其中步骤4)是如下进行的：

向反应器中加入步骤3)获得的通式(iv)的缩合产物(m1)、n-苯基-3-咔唑硼酸(b)、钯催化剂、碳酸钾和溶剂，回流反应(优选78℃回流，优选为在氮气保护下反应12-48小时)；冷却(优选为冷却至室温)，除去混合溶剂并经柱层析分离提纯得到通式(i)的目标探针化合物。

作为优选，步骤3)获得的通式(iv)的缩合产物(m1)和n-苯基-3-咔唑硼酸(b)的摩尔比为1:0.8-5，优选为1:1-4，更优选为1:1.2-3。

作为优选，所述溶剂为乙醇和水的混合液，作为优选，乙醇与水的体积比为2-10:1，优选为3-8:1，更优选为4-6:1。

作为优选，所述钯催化剂为pd(pph3)4或pd(oac)2或pdcl2或pd(dba)2。钯催化剂优选为pd(pph3)4。

作为优选，钯催化剂的用量为缩合产物m1质量的0.1-2％，优选0.5-1.5％，更优选0.6-1.2％。

优选的是，在上述制备方法中，其中步骤4)是如下进行的：

在反应器中加入步骤3)中获得的通式(iv)的缩合产物(m1)、n-苯基-3-咔唑硼酸、pd(pph3)4、碳酸钾以及乙醇/水混合溶剂(例如5:1比例,v/v)，在惰性气体(例如氮气)保护下回流(例如回流温度为78℃，回流10-30小时，如20小时)；将反应物冷却(例如冷却至室温)后，减压除去混合溶剂，然后用溶剂(例如甲醇)溶解，再将所得溶液滴入不良溶剂或沉淀用溶剂(例如乙醚)中，抽滤，并用溶剂(例如乙醚)洗涤，干燥；所得绿色粗产物进行提纯(例如用柱层析分离提纯)，得到绿色带金属光泽的固体，即通式(i)的化合物。

优选的是，步骤4)是如下进行的：向单口瓶中，依次加入步骤3)获得的通式(iv)的缩合产物(m1)、n-苯基-3-咔唑硼酸、pd(pph3)4、碳酸钾和乙醇/水混合溶剂(例如5:1,v/v)，在惰性气体(例如氮气)保护下回流(例如回流温度为78℃，回流10-30小时，如20小时)；将反应物冷却(例如冷却至室温)后，减压除去混合溶剂，然后用甲醇溶解，再将所得溶液滴入乙醚中，抽滤，并用乙醚洗涤，真空干燥；所得绿色粗产物用柱层析分离提纯，以乙酸乙酯/甲醇(例如5:1,v/v)为洗脱剂，收集暗绿色色带，蒸干溶剂，最终得到绿色带金属光泽的固体，即通式(i)的化合物。

作为优选，本发明所制备的具有通式(i)的化合物具备以下特征：¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(ppm):8.31-8.29(d,j＝8hz,2h),8.20-8.19(d,j＝4.0hz,2h),7.79(s,1h),7.77-7.62(t,2h),7.744-7.741(d,j＝1.2hz,1h),7.57-7.54(t,2h),7.51-7.50(d,j＝4.0hz,4h),7.497-7.495(d,j＝0.8hz,1h),7.48-7.47(d,j＝4hz,1h),7.29-7.28(t,1h),7.264-7.260(d,j＝1.6hz,1h),7.21(s,1h),7.23(s,1h),6.24-6.21(d,j＝12hz,ch),4.13-4.10(m,4h),2.75-2.74(t,4h),2.02-1.99(t,2h),1.25-1.15(t,6h),1.07-0.97(s,12h).¹³cnmr(100mhz,dmso-d6)δ(ppm):171.34,163.03,148.09,145.36,142.16,141.36,140.42,137.24,132.08,130.93,128.50,128.07,127.4,127.2,126.55,123.41,122.81,122.29,121.27,120.86,120.23,110.16.100.43,48.63,27.28,24.81,21.43,12.42.maldi-tofms(c52h51brn3o6s2)m/z:calcd.958.01,found:878.93[cz-cy7-br]⁺。

根据本发明的第三个实施方案，提供上述通式(i)的化合物或由上述制备方法所制备的化合物作为检测氰根离子和/或次氯酸的荧光探针的用途。

将所述化合物作为探针对氰根离子和/或次氯酸进行定性检测和/或定量测定。

优选的是，探针对氰根离子浓度的检测下限为0.09μm。

优选的是，探针对次氯酸浓度的检测下限为0.014μm。

优选，当采用紫外吸收和荧光发射光谱法检测时，探针溶解在溶剂中，对氰根离子和/或次氯酸进行检测。

作为优选，检测氰根离子时，将探针溶解在第一溶剂中，采用紫外吸收和荧光发射光谱法检测氰根离子。作为优选，所述第一溶剂为水与dmf体积比为3:7的混合溶液，第一溶剂更优选为添加有ph缓冲剂的水与dmf体积比为3:7的混合溶液。所述ph缓冲剂为hepes缓冲溶液。第一溶剂的ph为9-11。

作为优选，检测次氯酸时，将探针溶解在第二溶剂中，采用紫外吸收和荧光发射光谱法检测次氯酸。作为优选，所述第二溶剂pbs缓冲溶液。第二溶剂更优选为含有乙腈的pbs缓冲溶液，乙腈的体积含量为40-60％。第二溶剂的ph为3-5。

优选的是，探针对氰根离子和/或次氯酸的检测在日光裸眼条件下进行比色判断，或者是通过紫外吸收和荧光发射光谱测定探针对氰根离子和次氯酸的响应。

作为优选，在含有探针的溶液中加入氰根离子，溶液颜色由墨绿色变成亮黄色，荧光减弱。在含有探针的溶液中加入次氯酸，溶液颜色由墨绿色变成土黄色，荧光减弱。

优选，探针对氰根离子的检测不再有荧光响应时，待检测溶液中氰根离子与探针的摩尔比为12：1。

优选，探针对氰根离子作用不再有紫外响应时的时间不超过5分钟。

优选，探针对次氯酸的检测不再有荧光响应时，待检测溶液中次氯酸与探针的摩尔比为10:1

优选，探针对次氯酸作用不再有紫外响应时的时间不超过1分钟。

本发明的化合物(i)的上述合成过程如下图所示：

在本发明中，氰根离子和次氯酸检测双功能荧光探针为基于七甲川吲哚菁衍生物的化合物(i)，标记为荧光探针cz-cy7。

本发明的再一目的是提供一种利用上述方法获得的荧光探针检测氰根离子和次氯酸的应用方法，既利用上述方法获得的探针对氰根离子和次氯酸进行定性和定量测定。

优选的是，采用紫外吸收和荧光发射光谱法检测时，成分为化合物(i)的荧光探针溶解在水与dmf(体积比为3:7)混合溶液中，对氰根离子进行检测。

优选的是，在该探针溶液中加入氰根离子后溶液颜色由原有的绿色迅速变为亮黄色，颜色变化在日光灯下用肉眼也可清楚分辨。

本发明所制备的荧光探针在氰根离子检测中的应用。将探针溶解于水/dmf(体积比为3:7，优选加入hepes缓冲溶液，ph＝10)混合溶剂中，优选5μm的探针溶液，然后加入氰根离子，通过紫外吸收光谱测定探针对氰根离子的响应或者直接观察溶液颜色的变化。氰根离子的加入使探针溶液颜色由墨绿色变成亮黄色，771nm处吸收强度降低。

优选的是，采用荧光光谱法研究该探针对氰根离子的定量检测性能，采集探针加入氰根离子前后体系在806nm处的荧光发射强度；实验表明，当氰根离子溶液加入到探针溶液中5分钟之后，荧光强度不再随着时间的延长而有进一步的变化，说明该探针在5分钟之内即可完成对氰根离子的响应。同时，荧光强度随氰根离子浓度增加而降低，当探针与氰根离子的浓度为1：12时，体系在806nm处的荧光发射强度达到最低，说明探针与氰根离子作用完全，探针荧光强度的变化与氰根离子浓度成线性关系，检测下限为分别为0.09μm,远远低于世界卫生组织确定的1.9μm的安全饮水标准。

优选的是，实验选择了其他十种常见的阴离子对探针进行检测，结果表明对探针的检测没有明显影响，说明该探针对氰根离子的检测具有十分优异的选择性。

本发明所制备荧光探针在次氯酸检测中应用。将探针溶解于含有乙腈的pbs缓冲溶液(ph＝4，含50％乙腈)中，优选浓度为5μm的探针溶液，然后加入次氯酸，通过紫外吸收光谱测定探针对次氯酸的响应或者直接观察溶液颜色的变化。次氯酸的加入使探针溶液颜色由墨绿色变成土黄色，762nm处吸收强度降低。

优选的是，采用荧光光谱法研究该探针对次氯酸的定量检测性能，采集探针加入次氯酸前后体系在795nm处的荧光发射强度；实验表明，当次氯酸溶液加入到探针溶液中1分钟之后，荧光强度不再随着时间的延长而有进一步的变化，说明该探针在1分钟之内即可完成对次氯酸的响应。同时，荧光强度随次氯酸浓度增加而降低，当探针与次氯酸的浓度为1：10时，体系在795nm处的荧光发射强度达到最低，说明探针与次氯酸作用完全，探针荧光强度的变化与次氯酸浓度成线性关系，检测下限为分别为0.014μm。

本发明所制备的荧光探针对次氯酸检测具有高选择性，其他常见的活性氧物种(onoo-,ho·,h2o2,tbhp和·o2)对探针的检测没有明显影响。

本发明所制备荧光探针能在固体状态下用于氰根离子和次氯酸检测，如将探针固定在滤纸上，滴加氰根离子和次氯酸时，可在自然光下肉眼观察到与溶液状态相同的颜色变化。

在本发明中，次氯酸与次氯酸根离子通用。

本发明的有益效果如下：

1、本发明合成的基于七甲川吲哚菁衍生物的荧光探针(即具备通式(1)的化合物)可同时检测氰根离子和次氯酸；

2、本发明提供了一种新型的近红外探针，可在有水的条件下进行氰根离子和次氯酸检测，有望应用于生物活细胞中氰根离子和次氯酸的荧光示踪与成像；

3、本发明的探针具有较快的响应速度，氰根离子检测在5分钟内即可完成；次氯酸检测可在1分钟内完成，可应用于对氰根离子与次氯酸的现场快速检测与监控；

4、本发明合成的基于七甲川吲哚菁衍生物的荧光探针具有肉眼识别的特点；

5、本发明的探针对氰根离子浓度的检测下限达到0.09μm，超过许多其他类型的氰根离子探针，远低于世界卫生组织许可的安全饮水中氰根离子浓度；对次氯酸的检测下限达到0.014μm，远低于目前报道的基于吲哚菁衍生物的次氯酸探针；

6、本发明的探针具有优异的选择性与竞争性，在检测氰根离子和次氯酸时其他常见的阴离子和活性氧物种不产生干扰。

附图说明

图1为本发明所制备化合物的结构通式。

图2为本发明所制备具备通式(i)的化合物的合成路线图。

图3为探针对氰根离子的紫外可见吸收光谱响应、线性关系曲线及其在自然光下的照片。

图4为探针对氰根离子的荧光光谱响应、线性关系曲线。

图5为探针对氰根离子的反应动力学关系曲线。

图6为探针对氰根离子检测的高选择性。

图7为探针对次氯酸的紫外可见吸收光谱响应、线性关系曲线及其在自然光下的照片。

图8为探针对次氯酸的荧光光谱响应、线性关系曲线。

图9为探针对次氯酸的反应动力学关系曲线。

图10为探针对次氯酸检测的高选择性。

图11为基于探针的测试纸(滤纸)对氰根离子与次氯酸的便携式检测照片。

具体实施方式

本发明通过如下实施例对技术方案作进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1：目标探针cz-cy7的合成

(1)n-乙基-2,3,3-三甲基吲哚-5-磺酸钾的合成(化合物(ii))

向50ml单口瓶中，依次加入10ml乙酸、苯肼-4-磺酸(2.000g，0.010mol)和甲基异丙基酮4.00ml(0.037mol)，在氮气保护下回流8小时，此时溶液变成暗红色。冷却至室温后，将反应液缓慢滴入乙酸乙酯中，溶液中有粉红色固体析出；抽滤，并用乙醚洗涤多次，真空干燥；将上述干燥后的粉红色粉末用适量甲醇溶解，将0.561g氢氧化钾溶于异丙醇中制成饱和溶液，然后向甲醇溶液中滴加氢氧化钾的异丙醇饱和溶液，得到黄色固体，离心，并用乙醚洗涤3-4次，真空干燥。另取一个50ml单口瓶，向瓶中依次加入上述黄色固体、20ml乙腈和溴乙烷1.49ml(0.020mol)，在氮气保护下回流24小时，有红色的固体析出。冷却至室温后，抽滤，并用乙醚洗涤(3×10ml)，真空干燥得到化合物(ii)。

(2)缩合剂的合成(化合物(iii))

向100ml三口瓶中加入dmf10ml(0.130mol)，在0℃冰浴下缓慢滴加10ml(0.107mol)三氯氧磷和5ml二氯甲烷的混合溶液。撤去冰浴，在室温下反应1小时，再向混合溶液中缓慢滴加3.5ml(0.034mol)环己酮。滴加完后，加热回流4小时，此时溶液变成橙红色。待反应冷却至室温后，将混合液滴入冰中，过夜，抽滤，真空干燥得到化合物(iii)。

(3)化合物(iv)，即缩合产物m1的合成

向25ml单口瓶中，依次加入n-乙基-2,3,3-三甲基吲哚-5-磺酸钾(0.843g，2.2mmol)、缩合剂(步骤2所得化合物(iii)，0.188g，1.1mmol)、醋酸钠(0.180g，2.2mmol)和10ml乙酸酐，在氮气保护下回流12小时，此时溶液颜色呈现为绿色。冷却至室温后，减压除去乙酸酐，用少量甲醇溶解，再将其滴入乙醚中，抽滤，并用大量乙醚洗涤，真空干燥；所得绿色粗产物用柱层析分离提纯，以氯仿/甲醇(4:1,v/v)为洗脱剂，收集绿色的色带，蒸干溶剂，最终得到绿色带金属光泽的固体(m1)0.664g，产率为64.4％。

(4)目标产物cz-cy7的合成(化合物(i))

向100ml单口瓶中，依次加入缩合产物m1(1.220g，2.00mmol)(步骤3所得化合物(iv))、n-苯基-3-咔唑硼酸(1.040g，3.60mmol)、pd(pph3)4(0.230g，0.20mmol)、碳酸钾0.280g，2.00mmol)和50ml乙醇/水(5:1,v/v)，在氮气保护下回流20小时。冷却至室温后，减压除去混合溶剂，然后用少量甲醇溶解，再将其滴入乙醚中，抽滤，并用乙醚洗涤，真空干燥。所得绿色粗产物用柱层析分离提纯，以乙酸乙酯/甲醇(5:1,v/v)为洗脱剂，收集暗绿色色带，蒸干溶剂，最终得到绿色带金属光泽的固体1.197g。

探针表征：¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ(ppm):8.31-8.29(d,j＝8hz,2h),8.20-8.19(d,j＝4.0hz,2h),7.79(s,1h),7.77-7.62(t,2h),7.744-7.741(d,j＝1.2hz,1h),7.57-7.54(t,2h),7.51-7.50(d,j＝4.0hz,4h),7.497-7.495(d,j＝0.8hz,1h),7.48-7.47(d,j＝4hz,1h),7.29-7.28(t,1h),7.264-7.260(d,j＝1.6hz,1h),7.21(s,1h),7.23(s,1h),6.24-6.21(d,j＝12hz,),4.13-4.10(m,4h),2.75-2.74(t,4h),2.02-1.99(t,2h),1.25-1.15(t,6h),1.07-0.97(s,12h).13cnmr(100mhz,dmso-d6)δ(ppm):171.34,163.03,148.09,145.36,142.16,141.36,140.42,137.24,132.08,130.93,128.50,128.07,127.4,127.2,126.55,123.41,122.81,122.29,121.27,120.86,120.23,110.16.100.43,48.63,27.28,24.81,21.43,12.42.maldi-tofms(c52h51brn3o6s2)m/z:calcd.958.01,found:878.93[cz-cy7-br]+。

实施例2：氰根离子对探针的滴定实验

在水和dmf(体积比为3:7，优选加入hepes缓冲溶液，ph＝10)的混合溶剂中，配制浓度为5μm的探针溶液。然后分别滴加不同浓度的氰根离子(0μm，5μm，10μm，15μm，20μm，25μm，30μm，35μm，40μm，45μm，50μm，55μm，60μm)，5min后，通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱测试混合体系的吸收和荧光发射响应。

由图3可知，探针在771nm处的吸收峰强度随氰根离子浓度增加而降低，溶液颜色由墨绿色变为亮黄色。

由图4可知，探针在806nm处的发射峰强度随氰根离子浓度增加而降低，探针与12当量氰根离子反应完全，发射峰强度与氰根离子浓度成线性关系，说明本探针可以定量检测氰根离子。

实施例3：探针对氰根离子的反应动力学测试

在室温下，配制浓度为5μm的探针溶液(水/dmf，体积比为3:7，优选加入hepes缓冲溶液，ph＝10)，然后用微量注射器加入氰根离子并记录不同时间样品在771nm处的紫外吸收强度。

由图5可知，随着时间增加，探针在771nm处的吸收强度降低，5分钟后，体系的紫外吸收强度不再随时间延长而进一步变化，说明该探针在5分钟之内即可完成对氰根离子的检测。

实施例4：探针检测氰根离子的选择性测试

在室温下，配制浓度为5μm的探针溶液(水/dmf，体积比为3:7，hepes缓冲溶液，ph＝10)和各种阴离子溶液(na2co3，kscn，na2so4，kf，nacl，nabr，ki，nano2，nahco3，naoac)，将各种阴离子和氰根离子分别加入探针溶液中，摇匀放置5分钟后，在荧光光谱仪上测量探针的荧光发射强度。

由图6可知，常见的阴离子对探针检测没有明显干扰，说明探针对氰根离子检测具有很好的选择性。

实施例5：次氯酸对探针的滴定实验

在pbs缓冲溶液中(ph＝4，含50％乙腈)配制浓度为5μm的探针溶液。然后分别滴加不同浓度的次氯酸(0μm，5μm，10μm，15μm，20μm，25μm，30μm，35μm，40μm，45μm，50μm)，1分钟后，通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱测试混合体系的吸收和荧光发射响应。

由图7可知，探针在762nm处的吸收峰强度随次氯酸浓度增加而降低，溶液颜色由墨绿色变为土黄色。

由图8可知，探针在795nm处的发射峰强度随次氯酸浓度增加而降低，探针与10当量次氯酸反应完全，发射峰强度与次氯酸浓度成线性关系，说明本探针可以定量检测次氯酸。

实施例6：探针对次氯酸的反应动力学测试

在室温下，配制浓度为5μm的探针溶液(pbs缓冲溶液中，ph＝4，含50％乙腈)，然后用微量注射器加入次氯酸并记录不同时间样品在762nm处的紫外吸收强度。

由图9可知，随着时间增加，探针在762nm处的吸收峰强度降低，1分钟后，体系的紫外吸收强度不再随时间延长而进一步变化，说明该探针在1分钟之内即可完成对次氯酸的检测。

实施例7：探针检测次氯酸的选择性测试

在室温下，配制浓度为5μm的探针溶液(pbs缓冲溶液中，ph＝4，含50％乙腈)和各种活性氧物种(ho·,h2o2,onoo^-,·o2,tbhp)，将各种活性氧物种和次氯酸分别加入探针溶液中，摇匀放置1分钟后，在荧光光谱仪上测量探针的荧光发射强度。

由图10可知，常见的活性氧物种对探针检测次氯酸没有明显干扰，说明探针对次氯酸检测具有很好的选择性。

实施例8：便携式探针(探针固定在滤纸上)在氰根离子与次氯酸检测中应用

配制一定浓度的探针溶液，将裁剪好的滤纸浸入其中待探针充分吸附后，室温真空干燥。

随后：

(1)在滤纸上分别滴加不同浓度的氰根离子与次氯酸溶液，室温真空干燥后用数码相机拍摄(见附图11a)。其中：氰根离子的浓度从左至右依次为3eq、6eq、9eq、12eq；次氯酸根离子的浓度从左至右依次为2.5eq、5eq、7.5eq、10eq。

(2)在滤纸上分别滴加几种具有代表性的阴离子(aco^-,so4^2-,co3^2-,hco3^-,no2^-)和活性氧(ho·,h2o2,onoo^-,tbhp,·o2)，室温真空干燥后用数码相机拍摄(见附图11b)。其中：检测氰根离子的从左至右依次滴加aco^-、so4^2-、co3^2-、hco3^-、no2^-；检测次氯酸的从左至右依次滴加ho·、h2o2、onoo^-、tbhp,·o2。

由图11可知，在便携试纸上，探针发生与溶液中相同的颜色变化，即随着氰根离子浓度增加，试纸由墨绿色逐渐变成亮黄色；随着次氯酸浓度增加，试纸由墨绿色逐渐变成土黄色；其他干扰离子和活性物种不干扰探针对氰根离子和次氯酸的检测。说明本发明设计合成的探针可以用来便携、快速、高效检测氰根离子和次氯酸。