苯并咪唑[1,2-a]并吡啶类衍生物的汞离子荧光探针及其应用的制作方法

本发明涉及有机小分子荧光探针领域，尤其涉及一种hg²⁺的荧光探针苯并咪唑[1,2-a]并吡啶衍生物的合成及其应用。

背景技术：

汞是一种应用非常广泛的重金属，日常使用的荧光灯、电脑、手机、电池等电子产品都不同程度的使用了含汞材料。这些电子产品在用完废弃后，部分汞最终以离子形式进入环境，对环境造成了严重的污染。汞离子对动植物和人体健康都有很大的影响，例如，汞离子对人的大脑、肾脏、肠胃和神经系统有很强的毒性。因此，汞离子的识别和检测在环境科学、生命科学和医学等领域都有着重要的应用。目前已报道的检测汞离子的方法很多，如原子发射光谱法、原子吸收光谱法、电化学方法和电感耦合等离子体质谱(icp-ms)等。然而这些方法通常需要较为复杂的操作和昂贵的仪器，严重制约了这些检测方法的使用。因此，开发操作简便、选择性好、灵敏度高且成本低廉的汞离子检测方法有非常重要的意义。

荧光探针因选择性好,灵敏度高,操作简单,成本低并且可以实现实时监测等优点,现广泛应用于细胞内hg²⁺含量的测定。尽管已有多种检测hg²⁺荧光探针被报道,但是目前荧光探针的荧光团比较单一，因此开发新的荧光团来合成检测hg²⁺的荧光探针具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种hg²⁺的荧光探针苯并咪唑[1,2-a]并吡啶衍生物的合成及其应用。

本发明的技术方案是：一种苯并咪唑[1,2-a]并吡啶衍生物hg²⁺荧光探针，其化学结构式如式（1）所示：

(1)

本发明还包括苯并咪唑[1,2-a]并吡啶衍生物hg²⁺荧光探针的应用，式（1）化合物在pbs/etoh(8/2v/v)缓冲溶液（ph=7.40）对hg²⁺有较好的荧光选择性。

本发明还包括苯并咪唑[1,2-a]并吡啶衍生物hg²⁺荧光探针的合成方法，在乙腈溶液中，将2-苯基苯并咪唑[1,2-a]并吡啶-3-甲酰肼与异硫氰酸苯甲酰按照摩尔比1:8投料，常温下反应12小时，得到苯并咪唑[1,2-a]并吡啶衍生物。

配制苯并咪唑[1,2-a]并吡啶衍生物的二甲亚砜溶液，分别加入定量的mgcl2,cacl2,alcl3,sncl2^.2h2o,pbso4，crcl3·6h2o,mncl2·4h2o,fecl3·6h2o,cocl2·6h2o,nicl2·6h2o,pdcl2，zncl2,hgcl2·2h2o,cdcl2·2½h2o,agno3的水溶液，通过荧光光谱测试来研究对不同金属离子的选择性，测其荧光发射波谱强度变化发现：本发明所述苯并咪唑[1,2-a]并吡啶肼衍生物即式（1）化合物对hg²⁺有较好的荧光选择性，如图1所示。逐渐加入hg²⁺至2当量后，化合物1在475nm处荧光强度明显增强，如图2所示。因此，苯并咪唑[1,2-a]并吡啶肼衍生物作为hg²⁺荧光探针具有巨大的应用。

附图说明

图1：式（1）化合物（5×10^-7m）的pbs/etoh(8/2v/v)缓冲溶液（ph=7.40）中加入2当量的不同金属离子后的荧光强度变化柱状图，图1中纵坐标为475nm处的光强度。

图2：式（1）化合物（5×10^-7m）的pbs/etoh(8/2v/v)缓冲溶液（ph=7.40）中进行hg²⁺荧光滴定图。图中flintensity为光强，wavelength为波长，equiv为倍数。

图3：式（1）化合物（5×10^-7m）和2当量的其它金属离子共存的pbs/etoh(8/2v/v)缓冲溶液（ph=7.40）中加入2当量hg²⁺的后荧光强度变化的柱状图。

图4是式（1）化合物合成方法反应式图。

具体实施方式

实施例1：式（1）化合物的合成方案如下式所示：

具体合成步骤如下：

在50ml圆底烧瓶中依次加入0.22g（0.30mmol）2-苯基苯并咪唑[1,2-a]并吡啶-3-甲酰肼，0.21g（2.4mmol）异硫氰酸苯甲酰，20ml乙腈，常温下反应12小时。反应中有沉淀产生，抽滤，固体柱层析得0.18g黄色固体，产率75%。

实施例2：

向式（1）化合物（5×10^-7m）的pbs/etoh(8/2v/v)缓冲溶液（ph=7.40）中分别加入2当量的mg²⁺,ca²⁺,al³⁺,sn²⁺,pb²⁺,cr³⁺,mn²⁺,fe³⁺,co²⁺,ni²⁺,zn²⁺,cd²⁺,pd²⁺,hg²⁺和ag⁺后，测其在475nm荧光发射强度变化发现：式（1）化合物对hg²⁺有较好的荧光选择性，加入2当量的hg²⁺后，化合物1在475nm处荧光强度明显升高，如图1，图2所示。

实施例3：

分别于式（1）化合物（5×10^-7m）和2当量的mg²⁺,ca²⁺,al³⁺,sn²⁺,pb²⁺,cr³⁺,mn²⁺,fe³⁺,co²⁺,ni²⁺,zn²⁺,cd²⁺,pd²⁺,hg²⁺和ag⁺不同金属离子溶液中，加入2当量的hg²⁺后，测其在475nm荧光发射强度变化发现：式（1）化合物对其它离子有较强的抗干扰能力，如图3所示。