[发明专利]一种NO3‑离子的检测试剂及应用

说明书

技术领域

本发明属有机合成和分析化学领域，具体地说是一种NO₃^-离子的检测试剂及应用。

背景技术

阴离子在生物和环境系统中扮演着重要角色。例如，硝酸根离子可使人体正常的血红蛋白氧化而失去运输氧的能力，还可与仲胺类化合物反应生成具有致癌性亚硝胺类化合物。根据报道每升水中硝酸盐含量达数十毫克时，可能导致婴儿患高铁血红蛋白症的几率增加。因而对硝酸根离子的测定具有重要的实际意义。目前测定硝酸根离子的方法有多波长法、二阶导数法、流动注射法、离子色谱法、极谱法等。荧光光谱法由于操作简单，检测灵敏和较低的检测限，以及无需昂贵仪器设备等优点而受到越来越多的关注。但是，目前大多数的荧光探针只能用于金属离子的检测，用于阴离子检测的荧光试剂尤其是能应用到水环境的探针很少。这主要是因为阴离子一般存在于水环境中，而阴离子在水溶液中会形成很强的氢键，所以检测水溶液中的阴离子是非常困难的。因此，发展以特定阴离子为识别测定对象的荧光探针分子具有重要研究意义和实际应用价值。

另一方面，荧光探针与荧光显微技术的结合，使荧光探针在生物活性物质检测和细胞成像方面得到广泛应用。例如，美国加州大学戴维斯分校(UC Davis)生物光子学科学技术中心(CBST)的科研人员首次通过荧光标记成功地对活肿瘤细胞内部的纳米尺寸区室的运动进行了成像。这一成果为未来理解癌症和一大批其他疾病的分子原因和生物力学的突破进展带来了希望，它还促进了神经科学和干细胞等领域的研究。荧光成像分析是目前广泛应用于活细胞分析的一种高灵敏的可视化分析技术。另一方面，由于阴离子在生命活动和环境治理等方面的重要价值，如何检测和识别阴离子的研究是科研工作者的热点之一。尤其是阴离子参与调控细胞的诸多功能与性质，在细胞内起着非常重要的作用，因此，实现活体细胞内各种阴离子生理活性小分子物种的实时在线动态检测对生命科学研究与发展具有重要的价值。然而，由于阴离子具有较高的溶剂化自由能以及较大的离子半径，到目前为止，真正能够应用到环境或活细胞内阴离子荧光成像的荧光探针不多。本专利申请首次报道了一种能检测中性水溶液中微量NO₃^-离子的荧光探针并将其应用于活体细胞内NO₃^-阴离子荧光成像。

发明内容

本发明的目的在于研究一种能高灵敏、高选择性检测pH 值中性水溶液中微量NO₃^- 的荧光光谱分析新方法并将其应用于活性细胞内NO₃^- 阴离子荧光成像。本发明的目的通过发明人研制合成的新的荧光试剂，采用增强荧光光谱强度法对NO₃^- 离子进行荧光光谱分析。

一种NO₃^-离子检测试剂，其特征是其化学结构式为a：

分子式：C₄₄H₅₄Br₂N₂；分子量：770.72

在水溶液中的荧光激发波长是470 nm，最大发射波长是640 nm，荧光强度很弱，与NO₃^-离子结合后，最大发射波长是575 nm，荧光强度明显增强，可用于NO₃^-离子的检测。

上述的一种NO₃^-离子的检测试剂，是指所述探针a的制备方法为以9,10-双吡啶基乙烯蒽为原料，以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，与溴代辛烷烃反应，合成路线如下：

核磁共振氢谱： ¹H NMR (DMSO-_d6, 500 MHz) δ: 9.06(d, J=5 Hz,, 4H), 8.95(d, J=15 Hz, 2H), 8.51(d, J=5 Hz, 4H), 8.41(m, , 4H), 7.63(m, , 4H), 7.28(d, J=15 Hz, 2H), 4.55(t, J=20Hz, 4H), 1.93(t, J=20Hz, 4H), 1.93(m, 20H), 0.83(m, 6H)。