[发明专利]一种苯并呋喃喹啉化合物作为双功能pH探针的应用

说明书

技术领域

本发明属于化学领域，涉及一种苯并呋喃喹啉化合物作为双功能pH探针的应用。

背景技术

 化学反应的进行或完成、生物体内许多重要生理过程都与pH值密切相关。因此pH值的精确测量对化学和生物学研究都非常重要。现有的pH值测量方法最常用的是玻璃电极法。由于玻璃电极法存在受电化学干扰、金属离子干扰，易机械损伤，对细胞破坏等缺点，存在强酸强碱测定时较大误差，以及不适于活体pH检测等缺陷。荧光光谱法也应用于pH值测定中，它是一种基于光学信号建立的的检测方法，具有灵敏度高、选择性好、能够进行实时原位检测等优点受到较高重视。

现有技术中，pH荧光探针普遍存在的问题是虽然其对氢离子的响应范围宽，多的可达8个pH单位，通常只应用于pH值6~8的生理pH检测，对于很多强酸性环境，如胃酸、溶酶体等的检测，存在着灵敏度低、选择性差、容易受到金属离子的干扰等缺陷。因此，发展一种不易受金属离子干扰、窄响应范围、可用于测定强酸pH范围的荧光探针仍是一个重要的研究方向。

一种苯并呋喃喹啉化合物作为双功能pH探针的化学式如（Ⅰ）所示：

（Ⅰ）

该探针根据文献（Chem. Commun., 2011, 47, 4971-4973）所报道合成方法合成所得，已经通过质谱、核磁共振氢谱和核磁共振碳谱、元素分析等手段进行结构验证。该探针制备简单、易得，并且结构稳定。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种苯并呋喃喹啉化合物作为双功能pH探针的应用。

本发明的另一个目的是提供一种基于该探针的pH值测定方法。

本发明的再一个目的就是实现对变质牛奶的检验。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提供的一种苯并呋喃喹啉化合物作为双功能pH探针， 

结构式为：

的一种苯并呋喃喹啉化合物作为探针在测定溶液的pH值和在检测变质牛奶中的应用。

上述测定pH值的方法，包括如下步骤：

（1）制作标准曲线：将探针加入不同pH值的缓冲溶液中，配置成相同浓度的探针溶液，记录各溶液的荧光强度，确定pH值与荧光强度的定量关系；

（2）将探针加入待测溶液中，配置成相同浓度的探针溶液，记录溶液的荧光强度；

（3）根据定量关系确定待测溶液的pH值。

上述步骤（1）中，在激发波长为320 nm，发射波长为500 nm处，预先测定探针的荧光强度随溶液pH值变化的定量关系。

上述检测变质牛奶的方法，包括如下步骤：分别配置5ml的正常牛奶溶液两管，标记为A管B管；5ml的酸性牛奶溶液两管，标记为C管D管， B管、D管中均加入含探针5×10^-6 mol/L的缓冲溶液，通过目测以及365nm紫外灯照射下，肉眼观察牛奶颜色的变化与牛奶变质的关系。

 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）该探针制备简单，易得，并且结构稳定，便于储存。

（2）本发明提供的探针在牛奶变质时可以由红色变为无色，不需要仪器就可以检验牛奶的变质问题，具有低成本，简单易行的特点，可应用于牛奶的变质检验问题。

（3）在荧光发射光谱中，水溶液的pH值从7至2的过程中，本探针溶液从没有荧光变为荧光增强600多倍，Pka为3.89。在紫外吸收光谱中，本探针在波长412nm处有明显的等电点，波长350nm紫外吸收明显增强，550nm处紫外吸收明显减弱，这种光学性质更有利于溶液的PH测定。

（4）探针分子具有很好的稳定性，且具有耐光性好、 H⁺选择性高、金属离子（K⁺、Na⁺、Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、F e³⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Cd²⁺）干扰性小、缓冲溶液干扰小等优点。

附图说明

图1 为不同pH值下，探针(浓度为5×10^-6mol/L)的荧光光谱图（激发波长为391nm）,箭头表示pH的变化从小到大依次为7.0、6.0、5.0、4.6、4.0、3.6、2.6、2.2。