一种用于Cu²⁺检测的荧光探针分子及其制备方法与应用的制作方法

专利名称：一种用于Cu²⁺检测的荧光探针分子及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明属于金属离子检测的荧光探针技术领域，具体涉及一种用于Cu2+检测的荧光离子探针分子及其制备方法与应用。
背景技术：
荧光探针是在一定的体系内，当一种物质或体系内某一物理性质发生改变时，荧光信号能发生相应改变的分子。金属离子荧光探针提供了一种具有广泛应用价值的检测手段，其设计、合成、应用及识别过程中所涉及的光物理和光化学问题受到不同领域研究者的广泛关注。荧光离子探针具有其他分析方法如原子吸收光谱、离子选择性电极分析等传统方法无法比拟的优点，即通过荧光强度和颜色的变化直观体现离子的存在和浓度范围，且具有高的灵敏度和选择性。常见的荧光离子探针的识别机理一般包括光诱导电子转移(PET)、 分子内电荷转移(ICT)、形成激缔复合物(excimer)和荧光共振能量转移(FRET)等几大类。萘酰亚胺类化合物具有荧光量子产率高、荧光发射波长适中、斯托克位移大、光稳定好等优点，是荧光分子探针设计中优秀的荧光团。受体部分是为实现对识别客体目标而设计的结构单元，它决定了探针分子识别客体的灵敏度和选择性。二氨基马来腈具有两个配位作用位点且都对铜离子有选择性，只是灵敏度有差异，从而在浓度响应方面具有独特优势。铜在环境、生物、化学体系中具有重要作用。高浓度的铜短时间会造成胃肠不适， 长时间会造成肝肾损坏。因此饮用水中铜的含量的监测尤为重要。铜离子的检测对生命科学、环境化学、化学都有重要意义。

发明内容
本发明的目的在于提供一种用于Cu2+检测的荧光离子探针分子及其制备方法与应用。本发明中所设计的荧光探针分子以二氨基马来腈作为离子受体，萘酰亚胺作为荧光响应基团，通过荧光变化实现了对Cu2+的专一性识别和浓度响应。为实现本发明的目的，本发明公开了一种新型铜离子(Cu2+)荧光探针分子，其特征在于采用在N-正丁基-1，8-萘酰亚胺的4位以席夫碱的形式修饰二氨基马来腈作为探针分子，其化学式=C21H17N5O2，结构式为
权利要求
1.一种用于Cu2+检测的荧光探针分子，其特征在于采用在N-正丁基-1，8-萘酰亚胺的4位以席夫碱的形式修饰二氨基马来腈作为探针分子，其化学式=C21H17N5O2，结构式为NC CN ^jj O。
2.一种如权利要求1所述的用于Cu2+检测的荧光探针分子的制备方法，其特征在于它的合成路线如下\\ Vr0Xx^Xl0yU HC OQ CH3CNS CNCNI0H2AcN。
3.根据权利要求2所述的新型Cu2+荧光探针的制备方法，其特征在于它的具体制备步骤为1)将4-氰基-氮-正丁基-萘酰亚胺和铝镍合金按摩尔比1 3混合于甲酸水溶液中，氮气保护下，100-120°C下磁力搅拌池，冷却后，中和至pH = 6，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，硅胶柱层析，洗脱液石油醚乙酸乙酯=20 1，得4-醛基-氮-正丁基-萘酰亚胺；2)将4-醛基-氮-正丁基-萘酰亚胺和二氨基马来腈按摩尔比1 1混合于乙腈中，加热回流至全溶，再加入痕量的对甲苯磺酸，待有大量沉淀生成，再回流5分钟冷却后过滤，再用乙腈重结晶后即得最终荧光探针分子。
4.一种如权利要求1和2所述的荧光探针分子Cu2+离子检测领域的应用。
5.根据权利要求4所述的荧光探针分子在Cu2+离子检测领域的应用，其特征在于采用荧光光谱检测手段，荧光探针分子对Cu2+的有专一性识别，并且随Cu2+浓度变化，探针有无荧光发射到绿光发射再到蓝光发射的变化。
全文摘要
本发明属于金属离子检测的荧光探针技术领域，具体涉及一种用于Cu2+检测的荧光离子探针分子及其制备方法与应用。本发明采用在N-正丁基-1，8-萘酰亚胺的4位以席夫碱的形式修饰二氨基马来腈作为探针分子。探针分子在乙腈溶液中没有荧光，探针溶液中加入小于1当量的Cu2+水溶液，在360nm光激发下，由于Cu2+和探针分子内的氨基和亚氨基作用，光致电子转移(PET)过程被阻断，吸收的能量用于发光，从而发射绿色荧光；当Cu2+的浓度大于1当量时，Cu2+开始和两个氰基作用，拉电子能力增强，使发射波长蓝移。随着浓度增加，绿光消渐渐失，蓝光渐渐增强。加入其他金属离子没有相应的响应。本发明实现了探针分子对铜离子的专一性识别，并伴随着Cu2+浓度的增加，探针有从无荧光-绿色荧光-蓝色荧光相应变化。浓度响应这一独特优势在粒子检测领域具有广阔应用前景。
文档编号C09K11/06GK102533255SQ201110458820
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者余旭东, 兰海闯, 刘刻印, 刘斌, 易涛, 曹新华 申请人:复旦大学