[发明专利]一种检测二价铜离子的荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及精细化工领域中Cu²⁺检测用荧光分子探针，具体为一种基于罗丹明染料的Cu²⁺荧光分子探针的的制备及其在生物细胞成像和水体系铜离子检测方面的应用。所述化合物Ⅰ的制备方法，包括如下步骤：在反应容器中，加入1份(E)‑2‑((3',6'‑双(二乙氨基)‑3‑氧螺[异吲哚‑1,9'‑占吨]‑2‑烯)亚胺)乙醛和6份水合肼，加热搅拌，反应完成后，旋转蒸发除掉乙醇，再分别加入50份二氯甲烷以及150份饱和氯化钠溶液；分液漏斗分离，有机相用无水硫酸钠干燥，旋干溶剂，粗产物以柱色谱分离，得到化合物Ⅰ。本发明所提供的制备方法，反应条件温和，合成步骤少，产物产率高，原料价廉易得。

技术领域

本发明涉及精细化工领域中Cu²⁺检测用荧光分子探针，具体为一种基于罗丹明染料的Cu²⁺荧光分子探针的的制备及其在生物细胞成像和水体系铜离子检测方面的应用。

背景技术

铜是生物体中基本的微量元素之一，在不同的生理过程中铜作为催化辅助因子起着很重要作用。 但是，在生物体内摄入过量的铜也会产生毒性，能引起Wilson’s、Menkes和Alzheimer’s等神经性疾病。由于人类长期大量对铜的过度使用，铜也成为环境中的一种重要污染物。美国环保局（EPA）规定饮用水中铜离子的最高限为20 μmol·L^-1。由于铜对人类的生存和发展具有重要意义，所以在化学反应和生命活动中对铜离子的检测是非常有意义的。鉴于其对生命和环境的重要性，过去几年中科学家们一直致力于采用荧光探针实现对铜离子在生物和环境系统中检测的研究。

近年来，荧光分子探针技术由于具有灵敏度高、操作简单、成本低等特点，已经成为检测金属离子污染的重要手段。荧光增强传感材料可减少检测错误，对复杂体系检测准确，可同时用多种检测物对不同分析物进行检测。罗丹明类染料由于具有摩尔吸光率大、水溶性好、荧光量子产率高和发射波长较长等特点，在铜离子识别的领域得到越来越广泛的重视。

发明内容

针对现有技术中检测铜离子的荧光分子探针存在检测灵敏度低、选择性差和对pH值敏感等问题，本发明主要目的在于提供一种可检测二价铜离子且灵敏度高、选择性好和对pH值不敏感的荧光分子探针；另一目的是提供该荧光分子探针的制备方法和应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种化合物Ⅰ，该化合物为3',6'-双(二乙氨基)-2-（（肼叉亚乙基）氨螺[异吲哚-1,9'-占吨]-3-酮，其化学式为：C₃₀H₃₄N₆O₂，具有如下结构式：

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本发明进一步提供了另外一种化合物即化合物Ⅱ，该化合物为(E)-2-((3',6'-双(二乙氨基)-3-氧螺[异吲哚-1,9'-占吨]-2-烯)亚胺)乙醛，具有如下结构式：

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本发明进一步提供了所述化合物Ⅰ的制备方法，包括如下步骤：

在反应容器中，加入1份(E)-2-((3',6'-双(二乙氨基)-3-氧螺[异吲哚-1,9'-占吨]-2-烯)亚胺)乙醛和无水乙醇以及6份水合肼，加热搅拌回流反应，反应完成后，旋转蒸发除掉乙醇，再分别加入50 份二氯甲烷以及150 份饱和氯化钠溶液；分液漏斗分离，有机相用无水硫酸钠干燥，旋干溶剂，粗产物以柱色谱分离，得到化合物Ⅰ。

在化合物Ⅰ的制备过程中，加热搅拌回流反应过程的反应温度为30～60℃，优选为40℃；加热搅拌回流反应过程的反应时间为1～3h，优选为1.5h。所述柱色谱采用体积比为1:5的乙酸乙酯和石油醚。

本发明再进一步提供了一种化合物Ⅲ，该化合物为2-氨基-3',6'-双(二乙氨基)螺[异吲哚-1,9'-占吨]-3-酮，具有如下结构式：

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