[发明专利]一种检测氟离子的水溶性糖类荧光分子探针、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于分析化学领域，涉及一种检测氟离子的水溶性糖类荧光分子探针、制备方法及其应用。

背景技术

氟虽然对人体有益，但并非多多益善，过多摄入氟，可产生氟骨病；引发人全身性中毒，肌体内各组织器官都会受到一定程度的损害，且氟不易通过代谢排除体外。迄今对于氟离子的检测人们已经发展出多种方法，如原子吸收光谱、原子发射谱等。然而这些方法有着很多缺点，如样品需要预处理、检测不够快速、检测价格昂贵等。因此，在很多重要的应用场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性地分析检测这些氟离子的方法。化学传感器能够较好地满足以上几个要求。近几年来，设计和使用化学传感器来检测氟离子逐渐成为一个新兴的研究热点。

文献报道氟离子的荧光分子探针合成方法复杂，并且成本高，合成的产物对氟离子的检测处在可见光谱范围以外，不能通过肉眼观察到颜色的变化，必须要借助于昂贵的检测仪器。另外，还存在如样品需要预处理、检测不够快速、水溶性差、检测价格昂贵等缺点。因此，在很多重要的应用场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性地分析检测氟离子的方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有问题，提出一种快速、准确、低成本的氟离子检测荧光分子探针、制备方法及其应用，通过该分子探针可以选择性地检测出样品中的氟离子。

本发明的目的通过以下技术方案实现

1.本发明提供一种检测氟离子的水溶性糖类荧光分子探针，该分子探针化学式如下I式所示：

其中，R1为硅基保护基，包括硅基类化合物及其衍生物；R2为糖基配体，包括所有的糖类化合物及其衍生物。

2.上述1提供的水溶性糖类荧光分子探针，其中，所述硅基保护基为TBDPS(叔丁基二苯基硅基)，所述糖配体为葡萄糖。

3.本发明还提供上述1提供的水溶性糖类荧光分子探针的制备方法，其中，该方法包括如下步骤：

(1)将1.0g的化合物3，和0.5g咪唑溶解在干燥的16mLCH₂Cl₂中；其中，化合物3如式3所示

(2)氮气条件下像溶液中加入1.2g的TBDPSCl，上述溶液室温下搅拌2h，加入水终止反应；

(3)50mL的CH₂Cl₂萃取，收集有机相，干燥，浓缩，柱色谱分离得到1.4g的质量分数为85％粉末状固体化合物4，如式4所示；

(4)将0.40g的化合物4和0.21g的化合物5溶解在体积比为3∶1的THF和H₂O混合液中，向上述溶液中加入0.02g的CuSO₄和0.07g抗坏血酸钠，反应液回流1h.减压蒸出THF，然后用50mLCH₂Cl₂萃取3次，收集有机相，干燥，浓缩，柱色谱分离得到0.46g的质量分数为86％粉末状白色固体化合物1，如式1所示；化合物5如式5所示；

反应过程如下：

4.本发明还提供上述1或2所述的荧光分子探针在氟离子检测中应用，检测中保证纯水中氟离子的下限浓度为0.20mg/L，即该荧光分子探针的灵敏度为0.20mg/L。

5.上述4提供的应用，其中，在氟离子浓度为0-1.4mM范围内，加入荧光分子探针，以肉眼观察颜色变化，同时，以0.2mM为梯度，检测不同浓度的氟离子荧光光谱，获得关于氟离子浓度与颜色变化的标准曲线。

6.上述4提供的应用，其中，将待检测物溶解于纯水中，保证其中的氟元素全部以离子的形式溶解于水中形成样品水溶液，加入荧光分子探针，以肉眼观察颜色变化，当出现亮黄色说明待检测物中含有氟元素；对照氟离子浓度标准曲线，确定样品水溶液中氟离子的浓度，从而定量检测待检测物中氟的浓度。

7.本发明还提供包括上述1或2提供的水溶性糖类荧光分子探针的检测试纸、检测试剂盒或者便携式固体荧光分子探针的试剂。

有益效果：

1.糖类化合物在自然界中大量存在。由于含有多个羟基，因此这些化合物在水中的溶解度很大，还能提高其生物相容性而且糖类化合物无毒无害，不会对环境造成二次污染。结合糖类化合物的荧光配体具有无毒性和高溶解性。

2.本发明提供的水溶性糖类荧光分子与经过试验，氟离子作用后会引起荧光强度和溶液颜色的巨大变化，不需要借助仪器，通过颜色变化便可以快速定性定量检测出样品中氟离子，可用于水中和生物组织内氟离子的快速定性检测，特别适用于现场实时检测。