[发明专利]一种丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针及其制备方法和应用，属于分析检测技术领域，其化学结构式如下：本发明的丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针具有良好的光学特性，可高选择性识别氟离子，且该荧光探针具有大的Stokes位移，较长的荧光发射波长，灵敏度高，选择性好等特点，其合成路线简单，产率高，产品易于分离，纯度高。可以用于识别和检测水环境中的氟离子含量，通过氟与该探针作用产生肉眼可见的颜色变化，便于肉眼识别是否在水环境中存在氟离子，并且监测速度相对较快，不受水中其它离子元素的干扰。原料简单易得，成本低，易工业化生产，在环境监测和生物体系统中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于分析检测领域，具体涉及一种丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

氟离子是人所必需的微量元素，与人体的一些生命活动密切相关，例如牙齿及骨骼组织代谢，少量氟可以促进保护牙齿，强健骨骼；而大量的氟会对使人体免疫系统受到伤害，导致多器官病变值。得注意的是，随着氟离子在工业上的广泛应用，含氟矿石开采、焦炭、玻璃、铝加工、电镀、电子、化肥等行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物，对环境造成的不可逆转的污染和伤害也日益明显。所以实现对环境中和生物体内的氟离子的准确快速的检测变得越来越重要检测。

目前，氟离子的测量方法主要有氟离子选择电极法、氟试剂比色法、离子色谱法等方法，但这些检测方法存在分析时间长，操作方法相对复杂，误差大等问题。而与这些方法相比，荧光探针则拥有选择特异性好、灵敏度高、即时检测和响应迅速等众多优势。这些优点使得其在化学、生物医学等学科领域都有着较为广泛的应用，尤其是在生物医学领域，荧光探针不仅可以用于体外分析还可以用于活体的影像学研究。

近年来，能特异性检测氟离子的小分子荧光探针被大量报道。如发明专利CN201310381446.9公开了一种裸眼识别和荧光增强检测氟离子荧光分子探针的制备方法以及该荧光分子探针在检测氟离子方面的应用，荧光分子探针以2-羟基-1-萘甲醛为原料，经硅烷保护，再与丙二腈缩合而成，发射波长为451nm。发明专利CN201410205816.8公开了一种比率型同时检测氟离子和亚硫酸根荧光探针的制备与应用，该比率型荧光探针以2-(2-羟基苯基)苯并噻唑衍生物为母体结构，基于ESIPT和ICT机理分别测定氟离子和亚硫酸根。该探针分子在80％乙腈溶液中最大发射波长在498nm。但上述方法制备探针大多数处于可见光区，荧光发射波短，引起荧光自淬灭和信噪比低，导致荧光检测误差大和灵敏度低等缺点。因此设计一类具有背景干扰小，并可减少对生物体的损伤等优势的近红外荧光探针的氟离子探针有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供了一种丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针，解决现有荧光探针的荧光发射波长短，导致灵敏度低和误差大等问题。

本发明还提供了一种丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针的制备方法，该方法简单易行，合成路径短，产率高，产品易于分离，纯度高。

本发明还提供了一种丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针在检测溶液、细胞或生物体中氟离子的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针，其化学结构式如下：

本发明还提供了上述丙二腈佛尔酮类氟离子荧光探针的制备方法，2-[3-(4-羟基苯乙烯基)-5，5-二甲基-环己-2-烯-1-亚基]丙二氰基与三异丙基氯硅烷在咪唑存在下于有机溶剂中反应，分离、纯化得到所述荧光探针，其合成工艺路线如式(1)所示：

作为优选的，所述2-[3-(4-羟基苯乙烯基)-5，5-二甲基-环己-2-烯-1-亚基]丙二氰基、三异丙基氯硅烷和咪唑的摩尔比为1：1～10：1～10，该物料比范围下，产率高，易提纯。优选摩尔比为1：2～4。