[发明专利]一种新型树枝状荧光化学传感器的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型树枝状荧光化学传感器的制备方法及其在测定中的应用，特别涉及一种对Fe³⁺具有特异性的荧光化学传感器的制备方法及应用，属于分析测试领域。

背景技术

化学传感器以光学或电子传导元素作为识别单元，已经在探测特定物质的分析技术中得到广泛的应用。在众多的传感器中，荧光传感器以其灵敏性高、使用方便等优点备受人们的关注，近年来的到迅速的发展。树枝状荧光化学传感器是将荧光染料引入树枝状化合物端基的一类化合物，其具有特定的空间、立体的结构，具有良好的稳定性及光谱特征。

随着超分子化学的发展，分子识别在合成化学、生命科学、分析化学、信息科学及材料科学中起着越来越重要的作用。分子识别是指分子之间(主体与客体或称之为受体与底物)靠非共价键力的选择性结合并产生某种特定功能的过程。为了使分子识别所包含的信息简单而有效地向外传递，可通过巧妙设计的分子器件所发出的光学信号来表达这种信息。由于荧光检测技术具有方便快捷、灵敏度高、选择性好等优点，大量的工作集中于设计并合成能够将分子识别事件通过分子的荧光信号有效表达复杂荧光分子，这些分子也就是所谓的荧光化学传感器(fluorescent chemosensor)。荧光化学传感器技术在农业、工业和生物环境参数检测中起着十分重要的作用，是现代信息科学技术中的一个重要领域，是捕捉信息的主要手段。

而识别铁离子的荧光化学传感器，在生物化学和分析化学研究中也具有重要意义。铁是血红蛋白、肌球蛋白和细胞色素中的重要成分，能传递氧，又能促进脂肪氧化，是人体必需的微量金属元素之一。研究表明，缺铁会引起缺铁性贫血、溶血性贫血和再生障碍性贫血，缺铁性贫血使人四肢无力、气喘，据世界卫生组织调查，缺铁性贫血几乎遍及全球，占世界人口10％～20％，为此，各国政府部门非常重视，采取了不少有效措施以改善国民的摄铁的环境，如在人们日常必需的食品中添加微量铁。所以说，准确快速检测各种食品、水中和生理样品中铁离子的含量非常重要。采用荧光化学传感器识别Fe³⁺近年来在文献中有所报道。例如，(1)Shinhyo Bae，Jinsung Tae(Tetrahedron Letters，2007，48，5389-5392)和(2)彭文毫等(化学试剂，2009，31(6)，427～430)都报道了合成新的荧光化学传感器识别Fe³⁺。在(1)的报道中，只是对罗丹明B进行水合肼的简单改性，其选择性比较高，但灵敏度不甚理想；在(2)报道中，荧光化学传感器的设计合成涉及的合成原料价格较高、反应步骤多和反应后处理复杂等问题。以合成荧光化学传感器来识别Fe³⁺的专利还未见报道。而本发明所涉及的合成一种新型的树枝状荧光化学传感器，所用的原料易得价格便宜、合成方法简单、反应条件容易控制，经过简单的处理后处理就能得到高纯的产物，产物的识别位点多，量子产率高，因此，其灵敏度高、选择性好，因而可以作为新型荧光化学传感器的筛选。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种树枝状荧光化学传感器的制备方法和对Fe³⁺识别检测方法。

树枝状荧光化学传感器以罗丹明B酰肼为荧光活性点与树枝状化合物连接其结构式为：

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种树枝状荧光化学传感器的制备方法，特征在于该方法具有以下工艺步骤：

(1)罗丹明B酰肼(RBH)的合成：在反应器中加入罗丹明B，以10倍乙醇溶解，逐滴加入水合肼，按罗丹明B：水合肼的摩尔比为1∶(18～22)比例加入，常温下用力振荡。将该混合物加热回流搅拌2～4h。蒸去溶剂乙醇，冷却至室温，并静置30min。用1mol·L^-1HCl溶解，再用1mol·L^-1NaOH溶液调到pH约为7，振荡，静置，有砖红色沉淀析出，减压过滤，用蒸馏水洗涤多次，干燥，得到罗丹明B酰肼。

(2)化合物1的合成：将氨基乙醛二甲基缩醛于反应器中加入甲醇溶解，搅拌均匀，加入丙烯酸甲酯，(加入量按如下组成质量百分比加入，氨基乙醛二甲基缩醛：6～10％；甲醇：75～85％；丙烯酸甲酯：20～30％)，加入完毕后，在55～65℃的温度下反应24～30h，减压蒸除溶剂，对残留物进行柱层析(展开剂用石油醚)分离，得到化合物1。