[发明专利]一种基于羟基卟啉的高选择性近红外硫离子荧光探针的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及荧光传感材料制备及生物和环境检测技术领域，具体地说，涉及具有识别硫离子(S^2-)功能的基于羟基卟啉的高选择性近红外荧光探针制备方法以及在S^2-检测中的应用。

背景技术

硫离子存在于某些工业废水和生活污水中，是一种毒性极强的环境污染物；生物体内的硫离子经质子化过程形成内源性硫化氢(H₂S)，近年来的许多研究表明，内源性H₂S是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后被发现的第三种内源性气体信号分子。内源性硫化氢参与心血管系统、消化系统和神经系统等多个生理和病理调控过程。生物体内的硫离子浓度一旦不能维持正常的生理浓度水平，就可能引发如肺动脉高压、胃粘膜损伤、肝硬化等各种疾病；因此发展高选择性，高灵敏度的环境和生物体内硫离子的快速检测方法具有极其重要的意义。传统的硫离子检测方法有比色法，电化学分析法和色谱分析法等方法，但这些方法通常操作过程复杂且容易损伤样品，而荧光探针法是基于探针与被分析物作用前后荧光信号的变化(如荧光强度的变化和波长的变化等)直观的体现分析物的存在，对物质的分析和检测具有高的灵敏度，且对样品的破坏性小，这些特点是传统方法无法比拟的。因此发展硫离子的荧光探针检测法具有重要的现实意义。

荧光探针可以根据不同的机理进行设计，一般包括光诱导电子转移(PET)，光诱导电荷转移(ICT)，和荧光共振能量转移(FRET)等几类。其中，典型PET机理设计的荧光探针大多是由识别基团通过供电子基与荧光发色团连接，优点在于该类探针与分析物结合前后，荧光信号变化非常明显。PET机理设计荧光探针时必需选择性能好的一个发色团。卟啉具有较高的荧光量子产率，良好的光热稳定性和脂溶性等基本特点，还特别地具有近红外荧光发射(λ_em>650nm)和大的斯托克斯位移(﹥100nm)的优点；利用卟啉在近红外光区范围内进行检测可以有效的减小对生物样品的光损伤和避免复杂生物样品中背景荧光的干扰，大的斯托克斯位移可以有些的避免吸收光谱和发射光谱的重叠，从而提高检测的准确性和分辨率，因此，卟啉是一种性能优良的近红外荧光发色团。目前大多数根据PET机理设计合成的有机小分子荧光探针在紫外可见光区实现对硫离子的检测，而近红外光区检测的比较少，因此开发卟啉类荧光探针具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于羟基卟啉的高选择性近红外硫离子荧光探针的制备方法，进一步应用表明，该荧光探针能在THF-H₂O溶剂体系中实现对硫离子的高灵敏度、高选择性的快速识别功能。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

一种基于羟基卟啉的高选择性近红外硫离子荧光探针的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)称取一定量的5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(TPP-OH，或称单羟基苯基卟啉)溶于二氯甲烷，然后加入一定量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)；再称取一定量的4-氯-7-硝基苯并呋咱(NBD-Cl)溶于二氯甲烷，将TPP-OH溶液充N₂保护20～30min后用恒压滴液漏斗将NBD-Cl的溶液滴入TPP-OH溶液中，室温下搅拌24～36小时，得到单羟基苯基卟啉-7-硝基苯并呋咱(TPP-O-NBD)的二氯甲烷溶液；

(2)将步骤(1)所得的单羟基苯基卟啉-7-硝基苯并呋咱的二氯甲烷溶液用饱和氯化钠溶液洗涤2～4次，有机层再用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸除二氯甲烷，得紫黑色固体粗产品，然后固体粗产品经硅胶柱色谱进行分离纯化(淋洗剂为石油醚：乙酸乙酯＝6:1-4:1，v/v)，再真空干燥，即得有金属光泽的紫黑色固体纯品即基于羟基卟啉的高选择性近红外硫离子荧光探针(TPP-O-NBD)，其结构如式(I)所示：

进一步地，所述的单羟基苯基卟啉、4-二甲氨基吡啶及4-氯-7-硝基苯并呋咱的摩尔比为1.0：1.8-2.2：1.2-1.6。

进一步地，所述氯化钠溶液为饱和氯化钠溶液。

进一步地，所述步骤(2)除去二氯甲烷的方法为减压蒸馏。

进一步地，所述步骤(2)的柱色谱，淋洗剂为石油醚与乙酸乙酯的混合物，所述石油醚与乙酸乙酯的体积比为4～6:1。

一种根据上述的的制备方法制备的硫离子荧光探针。

一种根据上述的制备方法制备的硫离子荧光探针在硫离子检测中的应用。

本发明的有益效果在于：