[发明专利]一种用于检测次氯酸根的比色-荧光探针及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种用于检测次氯酸根的比色‑荧光探针及其制备方法和用途，该比色‑荧光探针由醛基化的苯胺与2‑(3‑氰基‑4,5,5‑三甲基呋喃‑2(5H)‑酰基)丙烯腈吸电子基团通过克脑文盖儿缩合，即得到比色‑荧光探针（E）‑（（4‑（2‑（4‑氰基‑5‑（二氰基亚甲基）‑2,2‑二甲基‑2,5‑二氢呋喃‑3‑基）乙烯基）苯基）氮烷二基）双（乙烷‑2，1‑二基）二丙烯酸酯，该探针对次氯酸根的响应基团为C=C双键，单独的探针在有机溶剂与水的混合溶液中，其荧光发射峰位在632 nm，紫外吸收峰位在544 nm，用于对次氯酸根的检测时，表现出明显的荧光猝灭和褪色响应，响应速度快，可实现次氯酸根的实时检测；检测灵敏度高，检测限低达0.19 uM；可以准确地测定环境中水样及非制式爆炸物原料中的次氯酸根含量。

技术领域

本发明属于环境和非制式爆炸物检测领域，提供了一种用于检测次氯酸根的比色-荧光探针及其制备方法和用途。本比色-荧光探针检测限低、抗干扰性强和反应时间短，可实现低成本、实时比色-荧光双模检测次氯酸根的目的。

背景技术

由于次氯酸根的氧化性，被广泛用于水的净化、纸浆漂白，医药工业中制氯胺等领域。而次氯酸根作为一种非常重要的活性氧，无论是在生物体内还是饮用水中都具有不可替代的作用。生物体内产生或积累过量的次氯酸根，会引起多种疾病，如心血管疾病，炎症性疾病，癌症等病症的发生。除此之外，美国FBI部门将Ca(ClO)₂列为非制式爆炸物的一种重要氧化剂；英国国防科技实验室Marshall将Ca(ClO)₂列为爆炸物组分的潜在原料。因此，实现对环境中水样及非制式爆炸物原料中次氯酸根的高灵敏、快速、专一性检测至关重要。

目前，国内外的科学家们主要从生物健康和环境卫生角度考虑，采取了很多方法对生物体内及饮用水、游泳池中的次氯酸根进行检测。常见的次氯酸根检测手段主要是分光光度法、化学发光分析法、电位滴定法、库仑滴定法和电流分析法等。这些分析方法需要昂贵的仪器及专业的操作人员。因此，快捷、廉价、准确、实时的次氯酸根检测手段的开发成为研究的重点。

与上述检测方法相比，荧光探针检测由于其高灵敏度、高选择性、操作简单、实时分析等优点而被广泛地应用，其分子结构主要是在荧光团上连接上述可与次氯酸根发生特异性反应的活性位点，如硫原子，酰肼，C＝N，缺电子烯烃，对甲氧基苯酚，1,8-萘酰亚胺等，常使用的荧光团包括罗丹明，荧光素，硼-二吡咯亚甲基(BODIPY)，花青染料，萘酮，香豆素，铱(III)络合物，萘二甲酰亚胺，苯并噻唑衍生物，苯并恶唑等。然而，大多数荧光探针仍然存在检测限差，量子产率低，摩尔吸光系数低，氧化反应时间延迟以及抗干扰性差等缺点。

本发明从探针分子本身的结构分析，设计制备了以苯胺为电子给体，以2-(3-氰基-4,5,5-三甲基呋喃-2(5H)-酰基)丙烯腈强吸电子基团作为电子受体，以不饱和烯烃作为次氯酸根反应位点的D-π-A型结构的比色-荧光双模检测探针，可以增加摩尔吸光系数及荧光强度，从而实现对次氯酸根的现场、快速、专一、痕量、可视化检测。

发明内容

本发明目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种用于检测次氯酸根的比色-荧光探针及其制备方法和用途，所述的比色-荧光探针化学名称为(E)-((4-(2-(4-氰基-5-(二氰基亚甲基)-2,2-二甲基-2,5-二氢呋喃-3-基)乙烯基)苯基)氮烷二基)双(乙烷-2，1-二基)二丙烯酸酯，由醛基化的苯胺与2-(3-氰基-4,5,5-三甲基呋喃-2(5H)-酰基)丙烯腈吸电子基团通过克脑文盖儿缩合得到，该荧光探针对次氯酸根的响应基团为C＝C双键，单独的探针在有机溶剂与水的混合溶液中，其荧光发射峰位在632nm，紫外吸收峰位在544nm，用于对次氯酸根的检测时，表现出明显的荧光猝灭和褪色响应，响应速度快，可实现次氯酸根的实时检测；检测灵敏度高，检测限低达0.19uM；对次氯酸根具有较高的选择性，其他常见氧化性物质无干扰；利用标准曲线，可以准确地测定环境中水样及非制式爆炸物原料中的次氯酸根含量。

本发明所述的一种用于检测次氯酸根的比色-荧光探针，该荧光探针的化学结构式为(Ⅰ)：