[发明专利]一种检测二价铜离子的化合物及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于具体涉及一种检测二价铜离子的化合物及其制备与应用。

背景技术

铜是生物体中基本的微量元素之一，在不同的生理过程如线粒体的呼吸、铁的吸收及超氧化歧化酶和酪氨酸酶等的氧化还原过程中作为催化辅助因子起着重要作用。人体内如果铜元素缺乏会导致生长和代谢的紊乱，但生物体内摄入过量的铜也会产生毒性，从而引起一些严重的神经退行性疾病，包括门克斯和威尔逊疾病、阿尔茨海默氏症、肌萎缩性侧索硬化症、朊毒体病等。此外，由于人类长期大量的过度使用，铜已成为环境中的一种重要污染物。因此，定量检测铜离子，尤其对于跟踪其在环境和生命活动中的作用具有重要意义。

目前，很多方法如电化学法、原子吸收光谱法、分光光度法、荧光法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等方法都被用于检测铜离子的浓度，而荧光分析法具有检测灵敏度高（可实现单分子检测）、选择性好、成本低、易操作等优点，因此备受人们关注。其中，香豆素类中的荧光基团具有较高的荧光量，在产率、光量子稳定性、Stokes位移较大等优点，被广泛用来设计荧光探针。本发明通过对香豆素进行结构改造，合成出具有全新化学结构的香豆素衍生物，其对二价铜离子显示出了高灵敏度、高选择性及操作简便、肉眼容易观测等优点，能用于环境及生物样品中铜离子的定量检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测二价铜离子的化合物及其制备与应用，其合成体系简单、操作方便，检测时选择性高、灵敏度高、生物相容性好，适用于环境及生物样品中铜离子的定量检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测二价铜离子的化合物为香豆素衍生物，其化学名称为：7-(二乙胺基)香豆素-3-（N-8-喹啉）-甲酰胺（DQCC），结构式为：

。

所述检测二价铜离子的化合物的制备方法，是将7-(二乙胺基)香豆素-3-羧酸和8-氨基喹啉按摩尔比1:1溶解在DMF中，冰浴下加入与7-(二乙胺基)香豆素-3-羧酸等摩尔的O-苯并三氮唑-四甲基脲六氟磷酸酯（HBTU）和其2倍摩尔的N,N-二异丙基乙胺（DIPEA），常温反应16小时后，用乙酸乙酯和水萃取，取有机相浓缩，过硅胶柱即得。其合成路线为：

。

所述检测二价铜离子的化合物可利用紫外-可见分光光度法或荧光分光光度法对环境及生物样品中Cu²⁺进行定量检测。

所述紫外-可见分光光度法具体包括如下步骤：

1）配制pH=7.4、浓度为20 mM的HEPES缓冲溶液，并用DMSO配制2 mM的化合物溶液；

2）将20 μL的化合物溶液加入到5 mL离心管中，分别加入0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20 μL浓度为2 mM的Cu²⁺溶液，再加入HEPES缓冲溶液使终体积为2 mL，混合后加入到紫外比色皿中，在紫外-可见分光光度仪上测定446 nm波长处对应的吸收值，随着铜离子浓度的增加，446 nm波长处对应的吸收值下降；然后以Cu²⁺浓度为横坐标，以吸收值为纵坐标绘制Cu²⁺浓度的标准工作曲线，并得出线性回归方程；

3）将20 μL的化合物溶液加入到5 mL离心管中，加入一定体积的待测样品溶液，再加入HEPES缓冲溶液使终体积为2 mL，混合后加入到紫外比色皿中，在紫外-可见分光光度仪上测定446 nm波长处对应的吸收值，将此吸收值带入步骤2）的线性回归方程，求得待测样品中Cu²⁺的浓度。

所述荧光分光光度法具有包括如下步骤：

1）配制pH=7.4、浓度为20 mM的HEPES缓冲溶液，并用DMSO配制2 mM的化合物溶液；

2）将20 μL的化合物溶液加入到5 mL离心管中，分别加入0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20 μL浓度为2 mM的Cu²⁺溶液，再加入HEPES缓冲溶液使终体积为2 mL，混合后加入到荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上以442nm作为激发波长，测定566 nm波长处对应的荧光值，然后以Cu²⁺浓度为横坐标，以荧光值为纵坐标绘制Cu²⁺浓度的标准工作曲线，并得出线性回归方程；