[发明专利]检测汞离子和铁离子的双通道罗丹明类荧光探针及其制备和应用

说明书

本发明提供了一种检测汞离子和铁离子的双通道罗丹明类荧光探针的制备及应用，探针的结构式为：制备方法包括：将罗丹明B溶解在溶剂中，通入氮气，逐滴滴加乙二胺进行反应，得到产物罗丹明乙二胺Rhb；然后将Rhb和4‑溴‑2‑羟基苯甲醛溶于溶剂中，通入氮气，回流反应，即得到目标产物RBr。本发明得到的罗丹明类的荧光探针为固体粉末，便于贮藏，并且与4‑溴‑2‑羟基苯甲醛直接反应所得，合成方法简单、收效高、成本低，具有较好的应用前景，可用于汞离子和铁离子的双通道检测。

技术领域

本发明涉及金属离子的检测技术领域，特别涉及一种检测汞离子和铁离子的 双通道罗丹明类荧光探针及其制备和应用。

背景技术

近几年来，对于金属离子的检测引起了学术界的极大关注。因为它们不仅仅 是环境污染中的重要污染物，更参与了生物体中各种基本生物过程。其中的汞离 子作为人体最严重污染物之一，正是由于它的生物蓄积性作用，导致损坏生物正 常活性系统，除了胃肠道，汞离子也可以通过呼吸道和皮肤进入生物系统，导致 对中枢神经系统的损伤，尤其对小脑和大脑两半球的损害更大，并且这些损害是 不可逆的。即使浓度非常低的情况下，也会导致脑损伤、肾功能衰竭、心血管和 免疫系统的受损。汞的毒性是可积累的，通常需要几年或十几年才能反应出来。 铁离子是大多数生物体中不可缺少的离子，在细胞水平的广泛生物学过程中起着 重要作用。缺铁会引起各种各样的疾病，如缺铁性贫血等，但是过量的铁同样对 健康有害，甚至致命。

传统检测方法存在一定的局限性，比如检测限低、线性范围窄和检测单一等。 而荧光探针类的检测能够在一定程度上解决这些不足。目前，检测金属离子的方 法从传统方法逐渐过渡到有机荧光探针上，其后者在分析化学、环境生物学和医 学等方面应用广泛。

罗丹明染料被广泛用作荧光探针和传感器，在电磁波谱的可见光区具有高吸 收系数、广泛的荧光、高的荧光量子产率和光稳定性，通过激活螺内酯或螺内酰 胺部分中的羰基与金属离子络合。通常，罗丹明衍生物的螺内酰胺形成是非荧光 的，而其开环的酰胺体系会产生粉红色的颜色变化和强烈的荧光发射。

中国专利201310163699.9“汞离子荧光传感器及其合成方法和应用”，以罗 丹明B和水合肼为原料反应生成罗丹明·酰胺，然后加入异氰酸酯反应合成汞离 子的荧光传感器；中国专利201410029789.3“一种用于检测水环境中金属离子 含量的有机化合物及其应用”，以N-[2-(N’N’-二(烷基巯乙基)氨基苯氧乙基]-N- 烷基巯乙基-2-烷氧基苯胺作为离子络合体，适用于各种环境中金属离子浓度的 连续检测，尤其对汞离子的检测。中国专利201510013814.3“一种三价铁离子荧 光探针化合物及其制备与应用”，以罗丹明B和乙二胺反应得到闭环的酰肼结构， 然后与带有醛基的联萘酚反应得到对于铁离子具有较好选择性和灵敏性的荧光 探针，该反应较复杂，不能同时识别多种金属离子。中国专利201710618425.2 “一种三价铁离子荧光探针分子制备方法和应用”，通过将丙炔基苯并咪唑和 1,3-二(溴甲基)苯进行点击反应得到1,3-二(三溴丙炔基苯并咪唑甲基)苯，能够用于选择性的识别三阶铁离子，而不受其它离子的干扰。但是其具有如下缺点：合 成较为复杂，产物提纯比较麻烦，且不能够同时识别多种金属离子。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够识别汞离子和铁离子的荧光探针 及其制备和应用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种检测汞离子和铁离子 的双通道罗丹明类荧光探针，其特征在于，所述双通道罗丹明类荧光探针RBr 的结构式为：

本发明还提供了一种上述的检测汞离子和铁离子的双通道罗丹明类荧光探 针的制备方法，其特征在于，步骤为：

步骤1：将罗丹明B溶于溶剂中，室温条件下搅拌并滴加入乙二胺，回流 反应，冷却至室温，旋转蒸发得粗产物，提纯，得到罗丹明乙二胺Rhb；其中， 罗丹明B与乙二胺的摩尔比为1:1～1:3.0；