[发明专利]一种亚硫酸根比率荧光探针的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及的是化学分析检测技术领域，具体涉及一种亚硫酸根比率荧光探针的制备方法以及该荧光探针在检测亚硫酸根离子方面的应用。

背景技术

亚硫酸盐是一种重要的食品添加剂，可作为食品防腐剂和漂白剂，并且通过抑制非酶褐变和酶促褐变防止食品褐变。亚硫酸盐的使用需要在一定的安全范围内，人摄入少量的亚硫酸盐不会对身体造成伤害，然而摄入过多的亚硫酸盐可能造成胃肠障碍、引起剧烈腹痛、肾功能障碍能疾病。尤其是对亚硫酸盐过敏的人，即使摄入少量的亚硫酸盐也易引发哮喘、皮肤过敏、胃肠不适等。此外，工业废水中含有过多亚硫酸盐，会严重影响水中溶解氧的浓度，从而对生态环境造成危害。因此，发明方便快捷、高灵敏度检测亚硫酸盐含量的方法对食品安全和环境监测是十分重要的。传统检测亚硫酸盐的方法包括盐酸副玫瑰苯胺比色法、中和滴定法等。荧光探针具有灵敏度高、选择性好、原位检测等特点，非常适于检测亚硫酸根离子，然而近几年报导的大多数检测亚硫酸根离子的荧光探针是以荧光发射强度的增强或减弱作为响应信号，易受到诸如检测底物浓度、外部环境和仪器设备灵敏度因素的影响。比率荧光探针通过对两个不同波长处荧光强度作比值，并以其比值为检测信号，有效解决了上述荧光探针存在的问题。因此，发明新型亚硫酸根比率型荧光探针具有十分重大的意义。

发明内容

本发明目的之一是提供一种合成简单、反应条件温和、成本较低的荧光探针合成方法；目的之二是提供一种灵敏度高、选择性好，抗干扰能力强，能够实现比率荧光法检测亚硫酸根离子的荧光探针。

本发明使用比率荧光法检测亚硫酸根荧光探针，以苯并噻唑衍生物为荧光团，以醛基为亚硫酸根的识别基团。

本发明解决问题采取的技术方案为，一种比率荧光检测亚硫酸根荧光探针，其分子结构式如下，                                                。该荧光探针的合成路线如下，

具体制备方法包括以下步骤： 1) 将邻氨基苯硫酚和4-甲基水杨酸溶于甲苯中，氮气保护下加热至55℃，搅拌2.5 h；然后停止加热，自然冷却至35℃，向反应液中缓慢滴加三氯化磷，升温至85℃并搅拌5 h；停止反应，除去溶剂，经柱层析分离得到产物1。2) 将上步所得产物1和三乙胺溶于二氯甲烷中，再向其中缓慢滴加乙酰氯，室温搅拌2 h；加入蒸馏水淬灭反应，用二氯甲烷萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，经柱层析分离得到产物2。3) 将上步得到产物2，N-溴代丁二酰亚胺，过氧化苯甲酰溶于无水四氯化碳中，回流24 h；停止反应，将反应液倒入冰水中，氯仿萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，经柱层析分离得到产物3。4) 将上步得到产物3和环六亚甲基四胺溶于氯仿中，回流搅拌8 h，旋蒸除去氯仿，加入50%的乙酸溶液，回流搅拌2 h；加水淬灭反应，再用氢氧化钠溶液调节pH至中性, 用氯仿萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂；然后将所得固体溶于二氯甲烷中，加入氢氧化钾，搅拌回流1 h；停止加热，反应液冷却至室温，用稀盐酸溶液调节pH至中性，二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，经柱层析分离得到产物4，即探针分子。在本说明书的实施例中更详细地说明了该探针的合成和检测方法。

本发明的荧光分子探针使用方法如下，将探针分子溶解在含有30%乙腈、pH为7.4的HEPES缓冲溶液中，室温下进行测试。当加亚硫酸根时，由于醛基可以与亚硫酸根发生加成反应，生成羟基磺酸盐，从而引起荧光光谱的变化。探针分子与亚硫酸根作用原理如下，。

本发明的亚硫酸根比率荧光探针的具体特征如下：探针分子在315 nm 和357 nm处有两个吸收峰, 荧光发射峰在539 nm处，随着亚硫酸根的加入，探针分子在315 nm 和357 nm处的吸收峰逐渐下降，在290 nm和332 nm产生新吸收峰。而荧光光谱在539 nm处的发射峰逐渐降低直至消失，而在460 nm处出现了新的发射峰，并且逐渐增强，荧光颜色也由原来的黄色荧光变为绿色荧光。460 nm和539 nm两波长所对应的荧光强度比值从0.036升高到 3.11，荧光强度比值是原来的86倍。

本发明所述的探针分子合成简单，成本较低，对亚硫酸根的选择性好、抗干扰能力强、响应速度快使得该比率荧光探针在生物化学，环境科学等领域具有实际的应用价值。

 

附图说明