測定氟離子的方法及其試劑盒的制作方法
【專利摘要】本發明涉及測定氟離子的方法及其試劑盒。具體地，本發明的探針為一類萘酰亞胺類化合物，其可作為氟離子比色熒光探針用于氟離子的檢測。這類探針可實現如下的技術效果中的至少一個：高選擇性地識別氟離子；可以快速對氟離子實現響應；可以實現對氟離子的高靈敏分析；性質穩定，可以長期保存使用；以及具有較強的抗干擾能力。
【專利說明】
測定氣離子的方法及其試劑盒
技術領域
[0001] 本發明設及糞酷亞胺類化合物作為氣離子巧光探針，能夠迅速對氣離子高選擇性 靈敏識別，或者其可測定樣品中氣離子的濃度。
【背景技術】
[0002] 氣是人體內重要的微量元素之一，氣化物與人體生命活動及牙齒、骨骼組織代謝 密切相關。少量氣有助于牙齒的正常發育，可W促進牙齒珪巧質對細菌酸性腐蝕的抵抗力， 防止離齒，因此水處理廠一般都會在自來水、飲用水中添加少量的氣。同時，氣對骨骼的健 康，尤其是預防骨質疏松癥頗有幫助。人體內氣離子的失調將會對身體造成嚴重傷害，牙齒 缺氣會導致離齒。雖然缺氣使牙病及其他病患者增多，但是氣過量所引起的病癥也不容忽 視。氣中毒是一種嚴重危害人類健康的慢性地方病。其特點是在高氣地區的環境中，人或動 物長期攝入過量的氣化物，蓄積體內而發病，是W牙齒和骨骼損害為主并波及到屯、血管及 神經系統的全身性疾病。兒童氣中毒主要表現為氣斑牙;成人主要表現為氣骨癥。人體對氣 的含量最為敏感，氣對人體的安全范圍比其他微量元素要窄得多。
[0003] 鑒于此，發展能夠有效檢測特別是能夠在生理水平條件下檢測氣離子的分析方法 是極其重要和有意義的。現如今已報導的檢測氣離子的分析方法包括容量分析法，光學分 析法，離子色譜法（1C)，氣離子選擇電極法，在線分析法等方法。在運些眾多的檢測方法中 比色巧光探針由于其特有的優點而成為研究人員關注的焦點。然而，目前報道的比色和巧 光探針仍存在一些問題，包括選擇性不夠好、響應速度不夠快、合成復雜。由于生命體內的 其他離子如亞硫酸氨根離子，艦離子，硫酸根離子，漠離子，亞硫酸根離子，氯離子，硝酸根 離子，亞硝酸根離子，憐酸根離子和硫離子等其他金屬離子，它會對氣離子的檢測構成潛在 干擾，因此，發展快速高選擇性探針成為急需解決的課題。飲水中含氣離子的適宜濃度為 0.5~l.Omg/L運給氣離子的檢測帶來很大困難，因此發展能夠高靈敏性檢測生命體內氣離 子的分析方法是必要的。總之，發展快速，高選擇性、高靈敏度、合成簡單的氣離子比色巧光 雙通道探針是本領域技術人員急需解決的。
【發明內容】
[0004] 本領域急需一種制備簡單的快速高選擇性氣離子比色巧光探針，從而能夠有效檢 測檢測氣離子。為此，本發明合成了一類新穎的氣離子的比色巧光探針，其合成簡單、選擇 性高、靈敏度高、能夠即刻識別氣離子。具體而言，本發明提供了一種氣離子巧光探針，其為 糞酷亞胺類化合物，其結構如下：
[0005]
[0006] 優選的，本發明的巧光探針是：
[0007]
[000引本發明還提供了氣離子巧光探針的制備方法，其是通過將對應于本發明的探針的 相應的糞酷亞胺類化合物與對徑基苯甲醒在無水乙醇溶液中回流6小時而合成制得。優選 的，本發明的對應于本發明的探針的相應的糞酷亞胺類化合物是氮下基-4-阱-1,8-糞二甲 酷胺。
[0009] 本發明還提供了用于檢測樣本中氣離子濃度的檢測制劑或試劑盒，其包含本發明 的探針。優選地，本發明的檢測制劑或試劑盒還包含產品的使用說明書。還優選地，本發明 的試劑盒還包含用于測定樣本中的氣離子濃度的緩沖劑。
[0010] 本發明還提供了檢測樣本中氣離子濃度的方法，其包括將本發明的探針與待測樣 本接觸的步驟。
[0011] 本發明還提供了本發明的探針在制備用于檢測樣本中氣離子濃度的制劑中的用 途。
[0012] 本發明還提供了本發明的探針在制備用于檢測樣本(例如水樣樣本）中氣離子濃 度的試劑盒中的用途。
[0013] 本發明的氣離子比色巧光探針可與氣離子進行作用，產生巧光光譜和紫外吸收光 譜的變化，從而實現對氣離子的定量檢測。
[0014] 具體而言，本發明的氣離子比色巧光探針分別與亞硫酸氨根離子，艦離子，硫酸根 離子，漠離子，硫酸根離子，氯離子，硝酸根離子，亞硝酸根離子，憐酸根離子和硫離子等其 他離子進行作用均不能導致巧光光譜和紫外吸收光譜的明顯改變，從而實現對氣離子的選 擇性識別，進而可任選地用于排除運些亞硫酸氨根離子，艦離子，硫酸根離子，漠離子，亞硫 酸根離子，氯離子，硝酸根離子，亞硝酸根離子，憐酸根離子和硫離子W及人體內其他離子 的存在對氣離子的定量測定的干擾。
[0015] 本發明的氣離子比色巧光探針與氣離子反應非常靈敏，從而有利于對氣離子的迅 速檢測。
[0016] 可選擇地，本發明的氣離子巧光探針的穩定性好，進而能夠長期保存使用。
[0017] 進一步的，本發明的氣離子比色巧光探針是快速高選擇性氣離子比色巧色探針， 且合成簡單，有利于商業化的推廣應用。
【附圖說明】
[001引圖Ia是探針（10山0加入F-(400iiM)前后的巧光光譜，圖化是探針（IOiiM)加入F-(400 yM)前后的吸收光譜。
[0019] 圖2a不同濃度F-(O-SOOiiM)對探針（10山〇巧光光譜的影響；圖化不同濃度F-(0- SOOiiM)對探針（10山〇吸收光譜圖的影響。圖2c不同濃度F-(O-SOiiM)對探針（10iiM)A596/A476 滿足良好的線性關系。
[0020] 圖3a和3b是不同離子分析物(400山〇對探針（IOiiM)的巧光強度和吸光度的影響。
【具體實施方式】：
[0021] 本發明提供了上述快速高選擇性氣離子巧光探針的合成路線、方法及其光譜性 能。
[0022] 本發明的氣離子比色巧光探針是一類糞酷亞胺類化合物，其具有W下結構通式
[0023]
[0024] 上式中：Ri，R2，R3，R4，Rs, Rs，R?，Rs，R9，為氨原子，直鏈或支鏈烷基，直鏈或支鏈燒氧 基，橫酸基，醋基，簇基;扣瓜瓜瓜，1?5，1?6斯，1^抓9，可^相同或不同。
[0025] 該類氣離子比色巧光巧光探針的合成路線和方法如下：
[002
[0027] 具體地，本發明的比色巧光探針可W通過如下方法制備，將一定摩爾比（例1:1-1: 1.5)的糞酷亞胺類化合物(例如氮下基-4-阱-1,8-糞二甲酯胺)與對徑基苯甲醒溶于無水 乙醇中冷卻，二者的摩爾比為（1:1.3)然后回流一段時間（例如化），然后利用高壓累進行抽 濾，得到濾餅，濾餅成為我們的粗產品。如果要得到較純的產品，可W將濾餅用二氯甲燒和 石油酸的混合體系(例如v/v，l:5)進行重結晶得到純品。
[0028] 因此，本發明還提供了對徑基苯甲醒在制備用于檢測氣離子的比色巧光探針中的 用途。
[0029] 本發明還提供了糞酷亞胺類化合物(例如氮下基-4-阱-1,8-糞二甲酯胺)在制備 用于檢測氣離子的比色巧光探針中的用途。
[0030] 本發明的快速高選擇性高靈敏識別氣離子比色巧光探針的顯著特征是能夠快速 高選擇性靈敏識別氣離子W及在人體內的其他離子的存在下能夠準確對氣離子進行定量 分析。
[0031] 下面將通過借助W下實施例來更詳細地說明本發明。W下實施例僅是說明性的， 應該明白，本發明并不受下述實施例的限制。
[0032] 實施例1
[0033]
[0034] (方案1)將283mg(lmmol)氮下基-4-阱-1,8-糞二甲酯胺溶于15mL無水乙醇中，再 加入173mg(lmmol)對徑基苯甲醒回流化，然后利用高壓累進行抽濾，得到濾餅，濾餅成為我 們的粗產品。如果要得到較純的產品，可W將濾餅用二氯甲燒和石油酸的混合體系(例如V/ V，1:5)進行重結晶得到純品。得到澄色純凈產品321.2mg，產率為82%。
[0035] (方案2)將283mg(Immol)氮下基-4-阱-1,8-糞二甲酯胺溶于15mL無水乙醇中，再 加入224.9mg(1.3mmol)對徑基苯甲醒回流化，然后利用高壓累進行抽濾，得到濾餅，濾餅成 為我們的粗產品。如果要得到較純的產品，可W將濾餅用二氯甲燒和石油酸的混合體系(例 如v/v，l:5)進行重結晶得到純品。得到澄色純凈產品359.9mg，產率為93%。
[0036] (方案3)將283mg(Immol)氮下基-4-阱-1,8-糞二甲酯胺溶于15mL無水乙醇中，再 加入259.5mg(1.5mmol)對徑基苯甲醒回流化，然后利用高壓累進行抽濾，得到濾餅，濾餅成 為我們的粗產品。如果要得到較純的產品，可W將濾餅用二氯甲燒和石油酸的混合體系(例 如v/v，l:5)進行重結晶得到純品。得到澄色純凈產品328.9mg，產率為85%。
[0037](方案4)將283mg(Immol)氮下基-4-阱-1,8-糞二甲酯胺溶于20mL無水乙醇中，再 加入346mg(2mmol)對徑基苯甲醒回流化，然后利用高壓累進行抽濾，得到濾餅，濾餅成為我 們的粗產品。如果要得到較純的產品，可W將濾餅用二氯甲燒和石油酸的混合體系(例如V/ v，l:5)進行重結晶得到純品。得到澄色純凈產品340.5mg，產率為88%。
[003引（方案5)將283mg (Immo 1)氮下基-4-阱-1，8-糞二甲酯胺和173mg (Immo 1)溶于15mL 無水乙醇中，再加入224.9mg (1.3mmo 1)對徑基苯甲醒回流1 Oh，然后利用高壓累進行抽濾， 得到濾餅，濾餅成為我們的粗產品。如果要得到較純的產品，可W將濾餅用二氯甲燒和石油 酸的混合體系（例如v/v，1:5)進行重結晶得到純品。得到澄色純凈產品367.7mg，產率為 95%。
[0039] 1h-NMR(400MHz，DMSO-ds) S (*10-6):0.93(t J =細z，3H)，1.30-1.39(m，2H)，1.56- 1.64(m，2H)，4.03(t J =細z，2H)，6.87(dJ = 細z，2H)，7.65-7.70(m，3H)，7.78(tJ = 細z， lH)，8.37(t J =細z，2H)，8.48(dJ = 細z，lH)，8.79(dJ = 細z，lH)，9.94(s，lH)，ll.：M(s， IH).ESI-MS calcd for C23出oN3〇3[M-H]-386，found 386.
[0040] 實施例2
[0041] 圖1(a)是探針（IOiiM)加入r(400yM)前后的巧光光譜，通過插圖我們可W看到巧 光變化非常明顯。
[0042] 圖1(b)是探針（IOiiM)加入r(400yM)前后的吸收光譜，通過插圖我們可W清楚地 吸收光譜的變化，而且通過顏色的變化，可W實現裸眼觀察。
[0043] 實施例3
[0044] 圖2a不同濃度F-(O-SOOiiM)對探針（1〇山0巧光光譜的影響；圖化不同濃度F-(0- SOOiiM)對探針（10山〇紫外吸收光譜圖；圖2c不同濃度F-(0-60iiM)對探針（10iiM)A596/A476滿 足良好的線性關系。
[0045] 可W看出，伴隨著探針溶液中F濃度的增加，巧光強度逐漸減弱，且在(O-SOiiM)F 濃度范圍內，r的濃度和A596/A476成線性關系。飲水中含氣離子的適宜濃度為0.5~1. Omg/ L.因此，本發明的探針能較精確地確定待測樣本中氣離子的含量。
[0046] 實施例4
[0047] 圖3不同離子分析物(400咖)對探針（IOiiM)的巧光強度。所有測定都是即刻測定， 響應時間特別快。
[0048] 分析物包括：亞硫酸氨根離子化S〇3-)，艦離子（n，硫酸根離子（S042-)，漠離子 (Brl，亞硫酸根離子(S0321，氯離子(CD，硝酸根離子(N〇3l，亞硝酸根離子(N〇2l，憐酸根 離子化P04-)和硫離子悼-)。它們的濃度均為400測。所有測試條件是DMSO中完成，所使用的 探針是實施例1中所制備的探針，且所有光譜都是在25°C下分析物加入后即刻測得的。具體 地，移取50化的探針儲備液（ImM)放進IOmL比色管中，然后加入5mL DMS0,再移取20化上述 分析物儲備液（IOmM)加入比色管內，最后用DMSO定容至lOmL。搖勻，立即測定。結果如圖3所 /J、- O
[0049] 從圖3a可W看出，生物體內存在的常見離子不會明顯干擾探針對氣離子的巧光強 度;從圖3b可W看出，生物體內存在的常見離子不會不會明顯干擾探針對氣離子的吸光度， 因此探針具有良好的選擇性。
[0050]雖然用上述實施方式描述了本發明，應當理解的是，在不背離本發明的精神的前 提下，本發明可進行進一步的修飾和變動，且運些修飾和變動均屬于本發明的保護范圍之 內。
【主權項】
1. 用于檢測樣本中氣離子含量的試劑盒，其包含具有W下結構的化合物：其中：Ri，R2，R3，R4，Rs，Rs，R?，Rs，R9為獨立地選自由氨原子、直鏈或支鏈烷基、直鏈或支 鏈烷氧基、橫酸基、醋基和徑基組成的組;且其中的Ri，R2，R3，R4，Rs, Rs，R?，Rs和R河W相同或 不同。2. 根據權利要求1所述的試劑盒，其中所述的化合物是：3. 根據權利要求1所述的試劑盒，其中所述的樣本是水樣樣本。4. 根據權利要求1-3中任一項所述的試劑盒，其還包括使用說明書。5. 根據權利要求1-3中任一項所述的試劑盒，其還包括用于檢測樣本中氣離子含量的 緩沖劑。6. 檢測樣本中氣離子含量的方法，其包括將樣品與權利要求1或2中所定義的化合物接 觸。7. 根據權利要求6所述的方法，其中所述的樣品是水樣樣品。8. 權利要求1或2中所定義的化合物在制備用于檢測樣品中氣離子含量的試劑盒中的 用途。9. 根據權利要求8所述的用途，其中所述的樣品為水樣樣品。10. 根據權利要求8所述的用途，其中所述的試劑盒還包括用于檢測樣本中氣離子含量 的緩沖劑。
【文檔編號】C09K11/06GK105987892SQ201510760191
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年11月10日
【發明人】舒偉, 柳彩云, 朱寶存, 唐成城, 王作凱, 王雅偉
【申請人】濟南大學