[发明专利]一种高分子pH荧光探针PRBH及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及本发明涉及荧光探针技术领域，尤其涉及一种高分子pH荧光探针PRBH及其制备方法与应用。

背景技术

pH荧光探针可用于生物、化学、环境、食品等领域的检测和研究工作。目前对于pH荧光探针相关报道较多，但多数缺乏实用性，其中最关键的问题是溶剂适用性不够，多数应用需要100％的水溶液中进行，而大部分pH荧光探针需要在有机溶剂和水的混合溶剂中进行工作。其次，抗干扰性不够，现有的pH荧光探针在一定条件下对H⁺具有选择性响应外，往往还对一些金属离子有一定的弱响应，这样会造成干扰。这些缺陷造成了pH荧光探针在应用方面的局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中pH荧光探针溶剂适用性不够、抗干扰性差等上述缺陷，提供一种溶剂适用性强、抗干扰性好且对H⁺非常敏感的高分子pH荧光探针PRBH，除此之外，还提供了该高分子pH荧光探针PRBH的制备方法与应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种高分子pH荧光探针PRBH，其特征在于，其结构式如式(1)所示：

式(1)中，x和y均为自然数，其中，1≤x≤10，100≤y≤300，100≤z≤600，且式(1)所示结构的分子量的取值范围为(10000，50000)。

在本发明所述技术方案中，上式(1)所示结构的高分子pH荧光探针PRBH中罗丹明螺环上的N原子直接和吸电子的丙烯酰基相连，其对H⁺非常敏感；当该高分子pH荧光探针PRBH分子遇到H⁺时，其底部内酰胺环打开，该高分子pH荧光探针PRBH分子由无荧光状态变成强荧光状态，所需响应时间非常短，在10秒内即可。

又因为本发明所述高分子pH荧光探针PRBH罗丹明螺环上引入了吸电子基团，使得所述高分子pH荧光探针PRBH分子的极性变大，由此大大提升了该高分子pH荧光探针PRBH的溶剂适用性。

在金属离子中，该高分子pH荧光探针PRBH只对Cu²⁺比较敏感，但其对Cu²⁺的响应时间较长，平衡时间大约需在4h左右，因此在短时间内Cu²⁺不可能对该高分子pH荧光探针PRBH产生干扰，故本发明所述高分子pH荧光探针PRBH具有良好的抗干扰性。

本发明还提供了上述高分子pH荧光探针PRBH的制备方法，该高分子pH荧光探针PRBH的合成路线如下：

本发明还提供了高分子pH荧光探针PRBH依据上述合成路线的制备方法，该制备方法包括如下工艺步骤：

(1)Mrh制备；

(2)反应物溶解：在25.5～34.5ml环己酮中加入丙烯酸羟乙酯1.7～2.3g、丙烯酸正丁酯1.02～1.38g、偶氮二异丁腈0.04～0.06g及由步骤(1)制备获得的Mrh0.255～0.345g，搅拌使得上述反应物溶解完全并获得反应物溶解液；

(3)合成反应：将由步骤(2)制备获得的反应物溶解液置于惰性气体保护中并在76～84℃下反应5.6～10.4h；

(4)产物沉析：待步骤(3)中合成反应完全后，将合成反应后的溶液缓慢倒入200～600ml乙醇中，沉淀出淡红色固体物质；

(5)产物提取：收集由步骤(4)沉淀出的淡红色固体物质，对该淡红色固体物质进行提取、干燥后即获得高分子pH荧光探针PRBH。

在上述高分子pH荧光探针PRBH的制备方法中，偶氮二异丁腈为引发剂，该引发剂分解均匀，在反应过程中只形成一种自由基，无其它副反应，对该高分子pH荧光探针PRBH的质量和性能无不良影响；另外，上述高分子pH荧光探针PRBH的合成反应对偶氮二异丁腈的用量要求非常高，在丙烯酸羟乙酯1.7～2.3g、丙烯酸正丁酯1.02～1.38g及Mrh0.255～0.345g的条件下，如若偶氮二异丁腈的用量超过0.06g，则反应速度太快，难以控制整个反应，如若偶氮二异丁腈的用量低于0.04g，则不易引发该合成反应，使得合成反应不能正常进行，影响聚合物PRBH的性能。