含氨基吡啶環(huán)的羅丹明B的Fe3+傳感器、制備方法及應用與流程

本發(fā)明屬于生物化學領域，具體涉及一種含氨基吡啶環(huán)的羅丹明b的fe³⁺傳感器、制備方法及應用。

背景技術：

目前，常用檢測fe³⁺的方法為原子吸收法(aas)、分光光度法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(icp-aes)、電感耦合等離子體質譜法(icp-aes)、電化學法等，通常需要復雜的儀器和復雜的樣品預處理過程。由于該技術不僅操作簡單、成本低、靈敏度高、選擇性好、響應時間短，近來熒光探針法受到了極大的關注。

由于fe³⁺是3d⁵結構的順磁性離子,對熒光具有極強的猝滅性,因此大多數(shù)報道的fe³⁺熒光探針都是熒光猝滅型的，在探針識別客體時熒光猝滅不利于高通量信號輸出。因此，利用羅丹明分子的“off-on”環(huán)轉換機理設計的熒光增強型fe³⁺熒光探針受到極大重視。

文獻1(narendrareddychereddy,peethaninagaraju,m.v.niladriraju,etal.anovelfret‘off–on’fluorescentprobefortheselectivedetectionoffe³⁺,al³⁺,andcr³⁺,ions:itsultrafastenergytransferkineticsandapplicationinlivecellimaging[j].biosensors&bioelectronics,2015,68,749-756)報道了一種利用羅丹明酰肼與8-羥基喹啉-2-醛合成的席夫堿和萘二甲酰亞胺—哌嗪衍生物進行縮合，合成出一種新型的fe³⁺傳感器的方法，產(chǎn)率65％。

文獻2(alimollah,rahulb,atulk,keyac,sumanagandmahammada,anovelrhodamine-3,4-dihydro-2h-1,3-benzoxazineconjugateasahighlysensitiveandselectivechemosensorforfe³⁺ionswithcytoplasmiccellimagingpossibilities[j].anal.methods,2015,7,5149-5156.)報道了一種利用羅丹明類衍生物和2,4-二叔丁基苯酚、甲醛縮合，合成出一種新型的fe³⁺傳感器的方法，產(chǎn)率68％。

上述文獻所報道的合成方法存在以下缺陷

(1)如文獻1中，選擇性不是很好，cr³⁺和al³⁺熒光響應顯著,對fe³⁺檢測干擾較大。

(2)如文獻2中，體外檢測是在乙腈/水混合溶劑體系中進行，且乙腈在混合溶劑體系中的體積比例達到了70％。

上述缺陷造成至今為止，應用現(xiàn)有工藝方法難以得到合成簡單，產(chǎn)率高而且選擇性較好的fe³⁺傳感器制備方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種含氨基吡啶環(huán)的羅丹明b的fe³⁺傳感器、制備方法及應用。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案是：

一種含氨基吡啶環(huán)的羅丹明b的fe³⁺傳感器，該熒光傳感器的結構如下：

本發(fā)明中含氨基吡啶環(huán)的羅丹明b的fe³⁺傳感器的制備方法，包括以下步驟：

將化合物1置于乙腈中重懸，然后加入化合物2、k2co3、ki，回流反應，反應完成之后，減壓除去溶劑，萃取，硅膠柱分離，得到所述fe³⁺熒光傳感器，其中，化合物1和化合物2的結構如下：

進一步的，反應物摩爾比計為，化合物1：化合物2：k2co3：ki＝1eq：1.2eq：1eq：1eq。

進一步的，回流反應時間為20-24h。

進一步的，硅膠柱分離采用的洗脫液為meoh：ch2cl2＝3：100(v/v)。

本發(fā)明中所述的基于羅丹明b的fe³⁺熒光傳感器用于檢測fe³⁺。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點是：(1)本發(fā)明以羅丹明為主體合成了一種新型fe³⁺熒光傳感器，具有良好的光穩(wěn)定性，長波長發(fā)射以及量子產(chǎn)率高等優(yōu)點。(2)本發(fā)明所涉及傳感器對fe³⁺檢測具有優(yōu)良的專一性。(3)本發(fā)明所采用原材料成本低，合成步驟簡單，后處理亦很方便，交易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。(4)本發(fā)明所涉及傳感器能選擇性檢測fe³⁺，且敏感度較好，在檢測生物樣品和細胞中的fe³⁺方面具有很大的應用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的化合物l3¹hnmr。

圖2為本發(fā)明的化合物l313cnmr。

圖3為本發(fā)明的化合物l3的紫外選擇性(其中橫坐標為波長，單位：nm；縱坐標為吸收值)。

圖4為本發(fā)明的化合物l3的熒光選擇性(其中橫坐標為波長，單位：nm；縱坐標為熒光強度)。

具體實施方式

(一)傳感器化合物的合成

本發(fā)明提供了目標產(chǎn)物在fe³⁺檢測中的應用，發(fā)現(xiàn)其對fe³⁺有很好的檢測效果。本發(fā)明合成路線如下：

(二)紫外選擇性能測試

將fecl3.6h2o,crcl3.6h2o,alcl3,cucl2.2h2o,mgcl2·6h2o,cdcl2.2.5h2o,fecl2.4h2o,nicl2.6h2o,mncl2.4h2o,cocl2.6h2o,pb(no3)2,agno3,ba(no3)2,cacl2,zncl2,hgcl2,cucl,kcl,nacl等不同金屬離子氯化物或硝化物加入化合物l3的溶液中，進行紫外吸收測試。下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

(三)熒光性能測試

將fecl3.6h2o,crcl3.6h2o,alcl3,cucl2.2h2o,mgcl2·6h2o,cdcl2.2.5h2o,fecl2.4h2o,nicl2.6h2o,mncl2.4h2o,cocl2.6h2o,pb(no3)2,agno3,ba(no3)2,cacl2,zncl2,hgcl2,cucl,kcl,nacl等不同金屬離子氯化物或硝化物加入化合物l3的溶液中，進行熒光響應測試。下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1

熒光化學傳感器的合成

化合物l3的合成

將化合物1((200mg,1.083mmol)溶解于乙腈(25ml)中，加入化合物2(630mg,1.30mmol)、k2co3(149mg，1.083mmol)，ki(179mg，1.083mmol)待回流反應20-24h之后，冷卻至室溫，減壓除去溶劑，萃取，經(jīng)柱分離之后最終得到紅棕色固體(342mg，50.04％)?；衔飈3¹hnmr，¹³cnmr分別如圖1，圖2所示。

實施例2

紫外選擇性能測試

fe³⁺熒光傳感器l3在甲醇中具有很好的溶解性，經(jīng)驗證，化合物l3可以溶解在meoh：hepes(0.6mm，1/1，v/v)混合液中，配制500ml該溶液作為儲備液(ph＝7.23)。

精確配置fe³⁺熒光傳感器l3為1×10^-3mol/lmeoh-h2o混合液(1/1，v/v)，金屬離子fe³⁺,cr³⁺,al³⁺,cu²⁺,mg²⁺,cd²⁺,fe²⁺,ni²⁺,mn²⁺,co²⁺,pb²⁺,hg²⁺,ag⁺,ba²⁺,ca²⁺,zn²⁺,k⁺,na⁺,cu⁺等濃度為5×10^-3mol/l水溶液，以及用meoh：hepes(0.6mm,ph＝7.23，1/1,v/v)溶液。

紫外選擇性實驗如圖3所示，取3ml儲備液置于液體池中，加入60μlfe³⁺熒光傳感器l3溶液，測其初始紫外吸收值，然后分別加入配置好的各種金屬離子溶液60μl，測量其穩(wěn)定的時的紫外吸收強度。觀察圖3可知，化合物l3對fe³⁺有明顯的響應效果，并且在558nm處的紫外吸收強度達到最大值，也即化合物l3對fe³⁺有很好的選擇性。

實施例3

熒光性能測試

fe³⁺熒光傳感器l3在甲醇中具有很好的溶解性，經(jīng)驗證，化合物l3可以溶解在meoh：hepes(0.6mm，1/1，v/v)混合液中，配制500ml該溶液作為儲備液(ph＝7.23)。

精確配置fe³⁺熒光傳感器l3為1×10^-3mol/lmeoh-h2o混合液(1/1，v/v)，金屬離子fe³⁺,cr³⁺,al³⁺,cu²⁺,mg²⁺,cd²⁺,fe²⁺,ni²⁺,mn²⁺,co²⁺,pb²⁺,hg²⁺,ag⁺,ba²⁺,ca²⁺,zn²⁺,k⁺,na⁺,cu⁺等濃度為5×10^-3mol/l水溶液，以及用meoh：hepes(0.6mm,ph＝7.23，1/1,v/v)溶液。

熒光選擇性實驗如圖4所示，取3ml儲備液置于液體池中，加入60μlfe³⁺熒光傳感器l3溶液，測其初始熒光強度值，然后分別加入配置好的各種金屬離子溶液和氨基酸溶液60μl，測量其穩(wěn)定時的熒光強度。觀察圖4可知，化合物l3對fe³⁺有明顯的響應效果，并且在582nm處熒光強度達到最大值，也即化合物l3對fe³⁺有很好的選擇性。