一種鈀離子熒光探針及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可用于定量檢測鈀離子的比率型熒光探針，屬于染料化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于環(huán)境和活體內(nèi)檢測重金屬和過渡金屬熒光探針具有十分重要的意義。特別是 金屬鈀作為稀有過渡金屬，經(jīng)常應(yīng)用于催化反應(yīng)、染料電池和珠寶首飾等領(lǐng)域。盡管金屬鈀 在這些應(yīng)用中扮演著十分重要的角色，但是環(huán)境中的鈀離子進入生物體后會對生物體產(chǎn)生 傷害，它可以與DNA、蛋白質(zhì)和其他生物分子與生物過程結(jié)合，從而干擾正常生理過程的進 行。
[0003] 因此，發(fā)明一些高選擇性和高敏感度的分析方法用于鈀離子的檢測非常有必要。 一些經(jīng)典的用于定性檢測鈀離子的分析方法主要有原子吸收光譜法（AAS)、電感耦合等離 子體質(zhì)譜（ICP-MS)、固相微萃取-高效液相色譜法和X射線熒光。此外，熒光成像作為一 種新型的分析手段，因其高選擇性和高靈敏度而受到研宄者的廣泛關(guān)注。近期的研宄成果 表明，比率熒光信號優(yōu)于熒光強度響應(yīng)信號，提高了靈敏度，引入自動校準功能，可實現(xiàn) 定量檢測，從而可以提高動態(tài)檢測范圍和內(nèi)置校正，減小外部環(huán)境的影響，提高檢測的準確 性。
[0004] 目前，用于檢測鈀離子的熒光探針具有以下兩方面的局限性：（1)只是單純的 off-on體系，很難排出環(huán)境的干擾；（2)檢測波長較低，容易損傷細胞和組織。針對鈀探針 以上兩點局限，我們根據(jù)金屬鈀和雙鍵具有配位作用的特性，設(shè)計合成了一種以異佛爾酮 為母核的紅光熒光探針，它可以通過比色和比率檢測兩種方式來對鈀離子進行定量檢測。 探針在加入鈀離子之后，橙色熒光消失，紅色熒光生成，探針的飽和響應(yīng)時間為30分鐘，并 且檢測極限能達到13. 16nM。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于合成一種發(fā)射紅光的新型鈀離子熒光探針，對鈀離子進行定量 檢測。
[0006] 本發(fā)明的所合成的鈀離子熒光探針的結(jié)構(gòu)式如下：
[0008] 該鈀離子熒光探針的制備方法，包括如下步驟：
[0009] (1)2-(3, 5, 5-三甲基環(huán)己-2-烯基）-丙二腈的合成：在反應(yīng)器中，按摩爾比 (異佛爾酮/丙二腈=1/1)加入異佛爾酮和丙二腈，以乙醇為溶劑、哌啶為催化劑，在 80°C-10(TC下反應(yīng)8-10小時，減壓蒸餾除去溶劑，得到粗產(chǎn)品。用硅膠柱色譜提純，得到 2_ (3, 5, 5_二甲基環(huán)己_2_條基）-丙二臆。
[0010] (2) (E)-2-(3-(4-氨基苯乙烯基）-5, 5-二甲基環(huán)己-2-烯基）丙二腈的合成：在 反應(yīng)器中，加入等摩爾量的2-(3, 5, 5-三甲基環(huán)己-2-烯基）-丙二腈和對乙酰氨基苯甲 醛，以甲苯為溶劑、乙酸哌啶（1:1)為催化劑，在氮氣保護，100_120°C下，反應(yīng)8-10小時，減 壓蒸餾后得到粗產(chǎn)品。用硅膠柱色譜提純，得到（E)-2-(3-(4-氨基苯乙烯基）-5,5_二甲 基環(huán)己-2-烯基）丙二腈。
[0011] (3) -種以異佛爾酮為母核鈀離子比率型熒光探針的合成：在反應(yīng)器中，按摩爾 比加入1份（E)-2_(3_(4-氨基苯乙烯基）_5, 5-二甲基環(huán)己_2_烯基）丙二腈和10份氯 甲酸烯丙脂，以二氯甲烷為溶劑、三乙胺為催化劑，室溫下反應(yīng)12小時。減壓蒸餾后得到粗 產(chǎn)品。用硅膠柱色譜提純，得到目標產(chǎn)物鈀離子探針。
[0012] 本發(fā)明所公開的以異佛爾酮為母核的比率型鈀離子熒光探針，可用于檢測環(huán)境和 生物體中鈀離子的定量檢測。
[0013] 本發(fā)明所公開的鈀離子熒光探針具有以下特點：熒光探針合成步驟簡單，目標產(chǎn) 物產(chǎn)率高，容易分離提純；其發(fā)射在紅光區(qū)，染料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，可用于中性條件下鈀離子 的檢測；此外，該探針可用反應(yīng)前后的熒光發(fā)射強度比1 643/157(|作為信號參數(shù)，顯著提高了 探針的靈敏度和選擇性。鈀離子在2-15yM范圍內(nèi)，1643/157(|與鈀離子濃度具有很好的線性 關(guān)系。
【附圖說明】
[0014] 圖1是10yM探針溶液，加入50yM的Pd(PPh3) 4后，在0~30分鐘的光吸收曲線 變化曲線。
[0015] 圖2是10yM探針溶液，加入50yM的Pd(PPh3)4后，在0~30分鐘的的熒光光譜 變化圖。
[0016] 圖3是10yM探針溶液，加入0、2、5、7、10、15、20yM的Pd(PPh3) 4后的紫外吸收曲 線。
[0017] 圖4是10yM探針溶液，加入0、2、5、7、10、15、20 1^的？(1(??113)4后的熒光強度變 化。
[0018] 圖5是10yM探針溶液，分別加入50yM鈉離子、鉀離子、鋅離子、鋁離子、鈣離子、 鐵離子、銅離子、錳離子、鎳離子、鎘離子、銀離子、鈷離子、鉛離子、鋇離子、汞離子和鈀時的 紫外吸收圖。
[0019] 圖6是10yM探針溶液，分別加入50yM鈉離子、鉀離子、鋅離子、鋁離子、鈣離子、 鐵離子、銅離子、錳離子、鎳離子、鎘離子、銀離子、鈷離子、鉛離子、鋇離子、汞離子和鈀時的 熒光強度圖。
[0020] 圖7是10yM探針溶液，分別加入50yM鈉離子、鉀離子、鋅離子、鋁離子、鈣離子、 鐵離子、銅離子、錳離子、鎳離子、鎘離子、銀離子、鈷離子、鉛離子、鋇離子、汞離子和鈀的熒 光強度比值I643/I57Q。
[0021] 圖 8 是 10yM探針溶液，分別在pH= 5. 7、6. 0、6. 3、6. 6、6. 9、7. 2、7. 5、7. 8、8. 0 時 加入50yM的Pd(PPh3) 4時的熒光強度圖。
[0022] 圖 9 是 10yM探針溶液，加入 0、2、5、7、10、15、20yM的Pd(PPh3) 4后，在 472nm和 420nm處吸光度比值的變化，它與鈀離子濃度呈很好的線性關(guān)系。
[0023] 圖10是10yM探針溶液，加入0、2、5、7、10、15、20 1^的？(1(??113)4時的熒光強度 比值1643/1 57〇的變化，將熒光強度和Pd(PPh3)4的濃度取對數(shù)后呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系。
【具體實施方式】
[0024] 以下是本發(fā)明制備方法的具體實施例。
[0025] 實施例1
[0026] (1)化合物III的合成
[0027]將異佛爾酮I(5. 0g, 36. 2mmol)和丙二腈II(2. 87g, 43. 4mmol)溶于 50 毫升的乙 醇中，然后加入哌啶（〇.5g，4. 8mmol)，氮氣保護下120攝氏度加熱回流反應(yīng)12小時，反應(yīng) 結(jié)束后蒸干溶劑，用二氯甲烷溶解，經(jīng)水洗，無水硫酸鈉干燥，抽濾，減壓旋蒸得到式III粗 品；經(jīng)硅膠柱分離提純后得到化合物III4. 72g，產(chǎn)率為70%。洗脫液為：石油醚：乙酸乙 酯=5:1
[0029] (2)化合物V的合成
[0030] 將（3, 5, 5-三甲基環(huán)己-2-烯亞基）丙二腈（化合物III) (300mg，1. 6mmol)和對 乙酰氨基苯甲醛（化合物IV) (263mg，1. 6mmol)溶解在20毫升甲苯中，分別加入0. 3毫升 的哌啶和乙酸作為催化劑，氮氣保護下120攝氏度回流反應(yīng)8小時。反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將得 到的濾餅溶于乙醇和鹽酸的混合溶液30毫升（體積比為2:1)，加熱回流直至溶液澄清透 明；反應(yīng)結(jié)束后用氫氧化鈉中和至中性，乙酸乙酯萃取3次，經(jīng)無水硫酸鈉干燥，抽濾，減壓 旋蒸。粗品經(jīng)硅膠柱分離提純后得到（化合物V)340mg，產(chǎn)率為64%。洗脫液為純二氯甲 烷。
[0032] (3)化合物VII的合成
[0033] 在50毫升的燒瓶中加