[发明专利]一种具有次氯酸快速检测功能的荧光探针、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及分析化学、生命科学以及环境科学等技术领域，具体来说，涉及具有次氯酸检测功能的荧光探针及其制备。

背景技术

在众多环境和生物体内存在的离子、生物活性物种中，活性氧物种(ROS)是广泛存在于生物细胞中一种非常重要的物种，其在生物细胞中的信号传导、分化、迁移和细胞免疫中均起着非常重要的作用。然而由于其在生物体内的活性较高、含量较低、分布不均，使得人们在深入研究其性质时遇到了一些困难。生物细胞中活性氧的产生场所主要是线粒体,进入线粒体中的氧气大约有0.1-2%会转化成各种活性氧物种，活性氧物种的多样性和相似的氧化性使得特异性地检测活性氧成为科研工作者重要的研究课题。这些活性氧物种和其他还原性物种共同存在，对维持细胞内的氧化还原平衡状态起着非常重要的作用。ClO^-及其质子化形式的HOCl，作为最重要的一种ROS之一，一般是由H₂O₂与Cl^-反应得到的，该过程需要在髓过氧化物酶(MPO)的催化下进行。HOCl是自然界中的多种生物用于防御的天然杀菌剂，其杀菌的机制是细菌缺少分解HOCl的酶而必然受到其作用。然而人体内ClO^-过量时会导致如下的疾病：如关节炎，动脉硬化症及一些癌症等。据报道，引起人肺部与皮肤组织损伤的发病与氧化应激有紧密关系。在酶催化作用下，O^2-被催化变成中间体H₂O₂，MPO酶是噬中性粒细胞产生的一种酶，而H₂O₂可以与MPO酶发生反应而生成HOCl。并且NaOCl就是84消毒液的主要成分，目前的很多生活用水都采用氯气消毒处理，氯气消毒难免产生一定量的次氯酸，随着环境的变化，会重新释放出氯气，氯气作为一种高危险性的气体，很容易引起呼吸系统疾病。并且次氯酸因其高强度的氧化性和漂白性，使得经过氯气消毒处理的生活用水会给生活带来诸多不便。

目前，已经发展起来的检测次氯酸的方法很多，如电化学方法，原子吸收光谱法等。然而，大部分的检测方法成本投入较高，检测过程过于复杂，这些因素都严重制约了某些方法在实际检测中的运用。因此，发明一种简单、低成本且高效的快速检测技术具有相当重要的现实意义和应用前景。近年来，荧光探针因其优异的光学性能,受到了越来越多的关注，在化学、医学和环境科学等研究领域显示了极其广阔的应用前景。相对于其它检测手段而言, 荧光探针具有不破坏样品、可设计性强、荧光亮度高、灵敏度高、选择性好等显著特性，而成为了多个领域中离子检测与识别研究的焦点。

发明内容

本发明的目是提供一种具有次氯酸快速检测功能的荧光探针及其制备方法，该荧光探针是以4-溴-1,8-萘酰二酐、4-（2-氨乙基）吗啉、哌嗪和异硫氰酸苯酯为原料合成的一种具有次氯酸检测功能的少量乙醇(13.6%)助溶的水溶性荧光探针。进一步应用研究表明，该荧光探针能够实现对次氯酸的高灵敏度、高选择性的快速检测。

本发明的目的是通过下述方式实现的：一种具有次氯酸检测功能的荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

（1）将一定量的4-（2-氨乙基）吗啉和4-溴-1,8-萘酰二酐溶解于乙二醇甲基醚中，置于N₂保护和避光的条件下，快速升温至90℃搅拌5~9小时，反应结束后除去大部分（85~95%）乙二醇甲基醚，再加一定量的蒸馏水沉淀，抽滤得到所需产物，真空干燥，得产物1；

（2）取步骤（1）合成的产物1和哌嗪溶解于乙二醇甲基醚，将混合溶液置于避光和N₂保护的条件下100℃搅拌2~5h，反应结束后旋转蒸发除去大部分（85~95%）乙二醇甲基醚，过柱提纯产物，真空干燥，得到产物2.

（3）取步骤（2）合成的产物2和异硫氰酸苯酯溶解于乙醇，将混合溶液置于避光和N₂保护的条件下室温搅拌1~3h，反应结束后旋转蒸发除去大部分（85~95%）乙醇，过柱提纯产物，真空干燥，得所需的荧光探针，即一种具次氯酸检测功能的荧光探针，其结构式如下：