離子的生物熒光離子探針用尼羅紅衍生物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種金屬離子檢測用熒光離子探針試劑，特別是一種檢測Fe3+離子的 生物熒光離子探針用尼羅紅衍生物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 熒光探針是對目標分子或離子有特異性識別能力且以熒光為輸出信號的探測器， 對目標分子或離子響應后出現熒光減弱、增強或光譜移動等現象。熒光檢測具有靈敏度高、 實時檢測、對樣品基本無損傷等優點，在分析化學、臨床檢驗、細胞生物學等方面得到了廣 泛的應用。因此，開發高靈敏度、高選擇性地識別特定離子或分子的熒光探針材料是非常重 要的課題。近年來，由于尼羅紅在極性溶劑有較高的量子產率和長波熒光發射，使其成為受 科學家關注的一種新型熒光物質。
[0003] 隨著科技的發展，人們對過渡金屬離子在環境和生理過程中所起作用的認識逐漸 加深，而在過去20多年的時間里，對檢測過渡離子熒光探針的設計也引起了科研工作者足 夠的興趣。過渡金屬中鐵由于其在生理學上是最豐富，并且是生命活動中一種通用的過渡 元素而顯得尤為重要，它在生命過程中對攝取氧氣、氧代謝以及電子轉移等承擔重要的任 務。但是，如果人體中含有過量的Fe3+將會導致許多嚴重的疾病，如癌癥、肝炎、血色素沉著 病，和器官的功能障礙。此外，最近的研究發現，神經變性疾病的發生也與Fe3+有關，如阿爾 茨海默氏病和帕金森氏。因此，設計一種高靈敏度、高選擇性檢測Fe3+離子的熒光探針特別 重要。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的之一在于提供檢測Fe3+離子的生物熒光離子探針用尼羅紅衍生物 及其制備方法，此探針具有高靈敏度、高選擇性。
[0005] 本發明的目的之二在于提供該試劑的制備方法。
[0006] 為達到上述目的，本發明采用如下采用如下反應機理：
根據上述反應機理，本發明采用如下技術方案： 一種檢測Fe3+離子的生物熒光離子探針用尼羅紅衍生物，其特征在于該尼羅紅衍生物 的結構式為：
[0007] -種制備上述的檢測Fe3+離子的生物熒光離子探針用尼羅紅衍生物的方法，其特 征在于該方法的具體步驟如下： a. 將在0~5°C溫度下，將3-N，N-二甲基苯酚和亞硝酸鈉按1:1. 25的摩爾比溶 于去離子水中，攪拌混合均勻，再滴加質量百分比濃度為60~80%的硫酸溶液，至反應液 pH達到3~4;繼續反應4~5小時，真空抽濾，并用冰乙醇洗滌，濾餅經洗滌干燥，得到紅 色固體，即為2-亞硝基-5-N，N二甲基苯酚； b. 將步驟a所得2-亞硝基-5-N，N-二甲基苯酚中間體和1，6_二萘酚按1:1.5的摩 爾比溶于N，N-二甲基甲酰胺中，在140 ~ 160 °C，持續反應4 ~ 7h，攪拌下滴質量百分 比濃度為10%食鹽水中，有固體析出，抽濾得固體，將該固體經分離提純得到墨綠色固體， 即為目標產物尼羅紅衍生物。
[0008] 本發明的優點是：作為Fe3+離子熒光探針，合成路線簡單且生產成本低，適于放 大合成和實際生產應用；對Fe3+離子的識別操作簡單實用、靈敏度高、選擇性高，并用熒光 光譜可顯示；且本發明作為Fe3+離子熒光探針，由于在加入Fe3+離子后探針試劑具有明顯 顏色變化，可以用于Fe3+離子的裸眼檢測，具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0009] 圖1為加入Fe3+離子后熒光光譜實驗結果。
【具體實施方式】
[0010] 下面結合附圖和實施例，對本發明進行詳細說明： 實施例一： 一種所述用于Fe3+離子檢測的熒光離子探針試劑的制備方法，其特征在于該方法包 括以下工藝步驟： a. 2-亞硝基-5_N，N-二甲基苯酚中間體的合成 al.在100mL雙口燒瓶中加入3 ~ 5g3-N，N-二甲基苯酚，10 ~15mL0°C去離 子水； a2?在0 ~ 5 °C下攪拌30min后，加入含有3 ~ 5gNaN02的0 ~ 5°C水溶液 10~15mL，然后繼續攪拌lh; a3.用恒壓滴液漏斗逐滴加入60 ~ 80 %的職04，待反應液pH達到3 ~ 4范圍內停 止加入； a5.在0 ~5 °C下繼續反應4 ~ 5h，真空抽濾，并用冰乙醇洗滌，將濾餅放入真空 干燥 器中干燥，干燥后得到紅色固體。
[0011] b.目標產物尼羅紅衍生物的合成 bl.取上述合成2-亞硝基-5 -N，N-二甲基苯酚中間體2~3g、3~5g1，6_二萘 酚和15 ~ 30mLDMF加入10mL圓底燒瓶； b2.將燒瓶中的溶液在油浴中加熱到140 ~ 160 °C，持續反應4 ~ 7h后停止反 應； b3.將上述反應液在攪拌下逐滴加入60 ~ 90mL10%食鹽水中，待完全加入后，攪拌 20 ~ 30min，抽濾得固體，將得到的固體在二氯甲烷與甲醇2:1條件下進行柱色譜分 離，得到墨綠色固體，即為目標產物尼羅紅衍生物。
[0012] 檢測顯示本發明涉及的2-亞硝基-5_N，N-二甲基苯酚中間體的核磁表征如下：1H NMR(500MHz,DMSO) 9.00 (s, 1H), 6.15 (dd, / = 8.0, 2. 5Hz, 1H), 6.09 (t,J= 2. 5Hz, 1H), 6.07 (dd, / = 8. 0, 1. 5Hz, 1H), 2.83 (s, 6H). 檢測顯示本發明涉及的目標產物尼羅紅衍生物的的核磁表征如下：1HNMR(500MHz,DMSO) 8 10.45 (s, 1H), 7.98 (d, / = 8.6Hz, 1H), 7.90 (d, / = 2. 5Hz, 1H), 7.62 (d, /= 9.0Hz, 1H), 7.11 (dd, / = 8.6, 2.5Hz, 1H), 6.84 (dd,J=9.1, 2.7Hz, 1H), 6.68 (d, / = 2. 7Hz, 1H), 5.33 (t, /=4.8Hz, 1H), 3.11 (s, 6H). 圖1為熒光探針加入Fe3+離子前后熒光光譜實驗結果。如圖所示，在沒有加入Fe3+的 情況下，尼羅紅衍生物探針在605nm左右具有強的焚光發射，隨著Fe3+離子的加入，605nm 左右熒光強度逐漸降低，當Fe3+達到2eq.時，熒光強度達到最低。
[0013] 本發明的圖1為尼羅紅衍生物探針分別加入？63+、取2+、&1 2+、？62+、03+、413+、1112+、 Ba2+、Zn2+、Ca2+、Ag+，、Mg2+、Ni2+、K+、Na+和NH4+后，有且僅有加入Fe3+的探針溶液變為藍色， 而加入其他陽離子的探針溶液顏色卻保持不變。因此，說明該探針可以用于Fe3+離子的裸 眼檢測。
[0014] 本發明制備的Fe3+離子熒光探針，合成路線簡單且生產成本低，適于放大合成和 實際生產應用；對Fe3+離子的識別操作簡單實用、靈敏度高、選擇性高，并能用熒光光譜顯 示；且本發明作為Fe3+離子熒光探針，由于在加入Fe3+離子后探針試劑具有明顯顏色變 化，可以用于Fe3+離子的裸眼檢測，具有廣闊的應用前景。
【主權項】
1. 一種檢測Fe3+離子的生物熒光離子探針用尼羅紅衍生物，其特征在于該尼羅紅衍生 物的結構式為：2. -種制備根據權利要求1所述的檢測Fe3+離子的生物熒光離子探針用尼羅紅衍生 物的方法，其特征在于該方法的具體步驟如下： a. 將在O~ 5 °C溫度下，將3-N，N-二甲基苯酚和亞硝酸鈉按1:1. 25的摩爾比溶 于去離子水中，攪拌混合均勻，再滴加質量百分比濃度為60 ~ 80 %的硫酸溶液，至反應液 pH達到3 ~ 4;繼續反應4 ~ 5小時，真空抽濾，并用冰乙醇洗滌，濾餅經洗滌干燥，得到紅 色固體，即為2-亞硝基-5-N，N-二甲基苯酚； b. 將步驟a所得2-亞硝基-5-N，N-二甲基苯酚中間體和1，6-二萘酚按1:1. 5的摩 爾比溶于N，N-二甲基甲酰胺中，在140 ~ 160 °C，持續反應4 ~ 7h，攪拌下滴質量百分 比濃度為10%食鹽水中，有固體析出，抽濾得固體，將該固體經分離提純得到墨綠色固體， 即為目標產物尼羅紅衍生物。
【專利摘要】本發明涉及一種檢測Fe3+離子的生物熒光離子探針用尼羅紅衍生物及其制備方法，該尼羅紅衍生物的結構式為：作為Fe3+離子熒光探針，合成路線簡單且生產成本低，適于放大合成和實際生產應用；對Fe3+離子的識別操作簡單實用、靈敏度高、選擇性高，并能用熒光光譜顯示；且本發明作為Fe3+離子熒光探針，由于在加入Fe3+離子后探針試劑具有明顯顏色變化，可以用于Fe3+離子的裸眼檢測，具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】C07D265/34
【公開號】CN105037292
【申請號】CN201510335931
【發明人】施利毅, 孫麗寧, 韋族武, 劉金亮, 魏若艷
【申請人】上海大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月17日