[发明专利]Fe3+分子荧光测试剂及其制备方法

说明书

本发明提供了Fe³⁺分子荧光测试剂及其制备方法。该Fe³⁺分子荧光测试剂具有式I所示结构。本发明提供的Fe³⁺分子荧光测试剂以1,8‑萘亚酰胺为荧光基团，使其具有良好的光稳定性，激发和发射光均为长波长可见光，斯托克斯位移大，量子产率高。同时，该Fe³⁺分子荧光测试剂中的基团对于Fe³⁺的灵敏度较高，其吡啶环中的氮和4‑位氨基氮能够与Fe³⁺发生络合形成离子络合体，从而能够引发电子转移或能量转移，使该测试剂在不同的Fe³⁺浓度下具有不同的荧光响应。以上原因也使得本发明提供的Fe³⁺分子荧光测试剂兼具了更好的测试准确性和灵敏度。

技术领域

本发明涉及有机合成与元素分析技术领域，具体而言，涉及一种Fe³⁺分子荧光测试剂及其制备方法。

背景技术

铁是体内最丰富的微量元素之一，它是构成血红蛋白、肌红蛋白及多种酶的重要成分，参与了氧摄取、氧代谢、电子转移等过程。如果体内缺少铁，可影响血红蛋白的合成，可使细胞色素c、核糖核苷酸还原酶、琥珀酸脱氢酶等酶的活性降低，从而导致严重的机体功能紊乱。人体内Fe³⁺含量的改变与许多疾病相关，如缺铁会导致贫血、癌症、糖尿病和器官功能障碍等，而铁过量则会通过芬顿反应产生活性氧诱发阿尔茨海默氏病、亨廷顿氏病和帕金森氏病等。因此，快速准确检测环境和人体内铁离子的含量对于环境安全和人类的健康具有十分重要的意义。

目前，检测微量Fe³⁺的分析技术有很多种，包括原子吸收光谱法、等离子体发射光谱、等离子体质谱、电化学法、滴定法等。这些方法大多需要使用昂贵的大型仪器，操作复杂，便携性差且不适合在线实时监控。由于荧光分析法所需设备简单，并具有响应速度快、灵敏度高、操作简便等优点，因此利用荧光探针来定性与定量检测Fe³⁺已成为研究热点。

近年来，关于Fe³⁺荧光探针的研究已有少量报道。其中大部分是以罗丹明为荧光基团的铁离子荧光探针，例如中国专利CN107011351A、CN 105884788A、Synthesis andevaluation of a novel rhodamine B-based'off-on'fluorescent chemosensor forthe selective determination of Fe³⁺ ions,Sensors and Actuators B:Chemicals，2017，242，921-931。罗丹明类荧光探针的检测原理为：通过与金属离子作用引起自身内酰胺螺环状结构发生开环，从而可以引起紫外可见吸收和荧光光谱变化，最终达到检测不同金属离子浓度的目的。

然而，由于罗丹明会参与离子耦合反应，因此其激发波长和发射波长会因检测离子的变化而变化，导致多种不同离子的罗丹明基荧光传感器不能用同一个激发和发射波长进行检测。而且上述报道的Fe³⁺荧光传感器激发波长约560nm，发射波长约580nm，其斯托克斯(Stockes) 位移只有20nm左右，普通光学分光镜片难以把激发光和荧光区分开来，从而影响检测结果，一般采用光谱分辨率高的光谱检测设备进行荧光信号采集，检测难度和成本会大大增加。

基于以上原因，使用一种斯托克斯位移更大的荧光基团进行Fe³⁺分子荧光传感器设计是十分有必要的。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种Fe³⁺分子荧光测试剂及其制备方法，以解决现有技术中的 Fe³⁺分子荧光测试剂斯托克斯位移过小的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种Fe³⁺分子荧光测试剂，其具有式 I所示结构：