[发明专利]一类水溶性荧光探针的制备及其对铁离子的快速检测

说明书

技术领域

本发明涉及一类水溶性荧光探针的制备及其对铁离子的快速检测。

背景技术

铁离子是制造血红素和肌血球素、促进维生素B族代谢的必要物质。人体对铁的需要在一个范围内，很多细胞水平的生物及化学过程需要铁离子的参与，过低会导致贫血，过高会使锌、铜等微量元素代谢在身体内失去平衡，从而影响人体对微量元素的吸收，使机体免疫力下降，易遭受病原体感染，因此水体中过多的铁离子会影响人类的健康。所以研究能用于铁离子检测的荧光探针对于环境及生命科学具有重要意义。文献报道铁离子的荧光探针合成方法复杂，并且成本高，不能通过肉眼观察到颜色的变化，必须要借助于昂贵的检测仪器。另外，还存在如样品需要预处理、检测复杂、水溶性差、检测价格昂贵等缺点。因此，在很多重要的应用场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性地分析检测铁离子的方法。糖类化合物在自然界中大量存在，由于含有多个羟基，因此这些化合物在水中的溶解度很大，而且糖类化合物无毒无害，不会对环境造成二次污染。为此，我们结合糖类化合物的无毒性和高溶解性，结合荧光配体，合成高选择性，高灵敏度的荧光探针，用于水中和生物组织内铁离子的快速定性检测。这些荧光配体与金属阳离子结合后会引起吸收光谱带的巨大变化，从而可以用肉眼观察到很明显的颜色变化，不需要借助于仪器，特别适用于现场实时检测。

发明内容

本发明提供了一类糖类荧光探针的制备及对铁离子的直接快速检测。此类荧光探针在水中和血清中对铁离子有很高的选择性和灵敏性，与铁离子选择性结合后，通过肉眼即可观察到溶液颜色由黄色变为红褐色，检测下限可以达到10^-7M。不需要借助于仪器，就可以进行现场实时直接快速检测。可以将此荧光探针制备成铁离子检测试纸和检测试剂盒，也可以利用糖类化合物本身的粘度，涂膜，制成便携式检测器。糖类荧光分子探针的具体结构如下(以半乳糖基衍生物配体和2-羟基-1-萘醛为例)：

其中糖基配体不单是半乳糖衍生物，还可以是其他所有的糖类化学物及其衍生物，例如葡萄糖，岩藻糖，乳糖，艾杜糖等。其中荧光团不但是2-羟基-1-萘醛还可以其他的临位是羟基的芳香醛，例如2-羟基苯甲醛等。本发明的方法合成简单易操作，成本低，毒性低，进一步减少了对环境的污染，尤其适用于现场的实时应急检测。

所合成的糖类荧光探针对金属离子的选择性实验，可以将等摩尔量的糖类荧光探针和各种金属离子(Na⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Hg²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Cr²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺)分别配成10^-3M的溶液，然后混合，观察溶液颜色的变化。荧光探针溶液的颜色是黄色。荧光探针加入到各种离子溶液中后，Fe³⁺溶液的颜色很快由黄色变为红褐色，其他溶液的颜色几乎没什么变化或者变化不明显。通过这个实验，可以看出所合成的糖类荧光探针对铁离子有很好的选择性，其他金属离子不会造成干扰。另外，将铁离子浓度分别配置成10^-8M、10^-7M、10^-6M、10^-5M、10^-4M、10^-3M，然后分别加入等摩尔数的糖类荧光探针，观察溶液颜色的变化。根据这个实验可以比较容易的得出，铁离子的检测下限可以达到10^-6M，而且颜色随着浓度的增大，变的越来越深，最后变成黑色。

具体实施方式

旋光度在25℃时用Perkin-Elmer 241MC自动旋光仪测得。¹H NMR由Bruker ARX 400在CDCl₃中测得，以四甲基硅为内标。质谱采用VG PLATFORM质谱仪，用ESI技术进样。薄层色谱(TLC)由HF₂₅₄硅胶板上用30％(v/v)的硫酸甲醇溶液或紫外(UV)检测器检测。溶液在小于60℃时减压蒸馏，以下未特别说明的化合物都是可商购或可参照文献制备的物质。

实施例1：