[发明专利]一种基于氟硼二吡咯重金属离子固相荧光传感器的制备及应用

说明书

技术领域

本发明属于食品安全领域，本发明涉及一种基于氟硼二吡咯重金属离子固相荧光传感器的制备及应用，该固相荧光传感器适用于重金属离子快速检测分析技术领域。

技术背景

随着现代科学技术及全球工业化的发展，各种污染问题越来越严重，而因重金属污染而导致的食品安全问题尤为突出。重金属污染会通过生物链的生物富集作用而在生物体及人体内达到很高的浓度，进入人体后具有较强的蓄积毒性不易排出，有致癌、致畸和致突变作用。因此，对食品中的重金属含量进行定量检测方法就显得极为重要。虽然目前有很多灵敏度和选择性都很高的仪器分析方法，如紫外可分光光度法(UV)、原子吸收法(AAS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、X荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)等，但是这些仪器复杂、需高能耗和高成本等。仪器分析检测方法需要进行过程复杂的样品预处理，操作比较繁琐。

固相荧光传感器不仅制备方法简单、价格便宜，使用方便，可快速检测不同重金属离子，而且利用EDTA将金属离子络合下来，实现固相荧光传感器的重复利用，检测方法具有灵敏度高、选择性好、样品用量少和环境友好等特点。

氟硼二吡咯作为荧光探针具有非常优越的特性：1.摩尔消光系数很大；2.紫外吸收峰和荧光发射峰都比较尖锐；3.很高的荧光量子产率4.衍生物对极性和pH的耐受性比较好，而且在生理环境下非常稳定。基于以上的优点，BODIPY类探针已被广泛地应用于蛋白质和DNA的标记和光治疗药物等领域。

目前，应用最广泛的荧光微球是有机染料引入到聚苯乙烯中制备的微球。氟硼二吡咯常常被选作荧光母体用于金属离子荧光分子探针的设计合成。本发明中，荧光探针1是一种典型的PET机理的荧光探针，荧光团为氟硼二吡咯(BODIPY)，受体部分为对位取代的芳基结构，而受体部分为结合汞离子部位。当受体在结合汞离子之前发生光诱导电子转移(PET)过程，所以探针荧光较弱；当检测体系中存在汞离子时，受体部分会迅速和汞离子结合，阻断PET过程，从而使探针的荧光迅速恢复，荧光量子产率也迅速增加，导致荧光强度显著增强，从而实现对汞离子的选择性识别。

发明内容

本发明目的是提供一种基于氟硼二吡咯重金属离子固相荧光传感器的制备及应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

将氯乙酰氯微球、BODIPY类荧光分子探针和二甲基亚砜溶剂混合反应，制得固相荧光 传感器。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范例范围之中。

(1)制备荧光分子探针1的方法：取2，4-二甲基-3-乙基-吡咯和对甲酰基苯甲酸甲酯经脱水缩合和水解反应，制得氟硼二吡咯(BODIPY)类荧光分子探针1。

(2)制备氯乙酰氯微球的方法：将聚苯乙烯微球、酰基化试剂和催化剂按一定摩尔比投料，加入溶剂二氯甲烷，通入氮气，搅拌下常温反应，制得到氯乙酰氯聚苯乙烯微球。

(3)制备固相荧光传感器的方法：将氯乙酰氯微球、荧光分子探针1和二甲基亚砜溶剂混合反应，制得到固相传感器。

实施例1

(1)荧光分子探针1的设计合成

取2，4-二甲基-3-乙基-吡咯和对甲酰基苯甲酸甲酯经脱水缩合和水解反应，制得氟硼二吡咯(BODIPY)类荧光分子探针1。

(2)固相荧光传感器的合成

将氯乙酰氯微球、荧光分子探针1和二甲基亚砜溶剂混合(体积比为1∶1-1∶5)，60℃-70℃搅拌加热反应，用甲醇洗涤数次，抽滤，索氏提取24h，溶剂为甲醇，水浴温度70℃-80℃，真空干燥至恒重，得到固相传感器。

(3)应用

称取适量固相荧光传感器，先向固相荧光传感器中加入1ml乙腈，每次分别滴加不同浓度金属离子溶液，保证每次比色皿中溶液体积一定且金属离子浓度增加。比色皿中金属离子溶液浓度梯度逐渐增加，在激发波长520nm处，分别扫描不同浓度金属离子下，固相荧光传感器发射荧光光谱。

再分别加入不同浓度的EDTA溶液，保证每次比色皿中溶液体积一定且EDTA浓度增加。比色皿中EDTA溶液浓度梯度逐渐增加，在激发波长520nm处，扫描固相荧光传感器发射荧光光谱图。

用乙腈洗涤上述络合过金属离子的固相荧光传感器数次，重复第一步，在激发波长520nm处，分别扫描不同浓度金属离子下，固相荧光传感器发射荧光光谱。