[发明专利]一种芘衍生物及由其制备的用于暗场的荧光温度指示器

说明书

技术领域

本发明属于荧光检测技术领域，具体涉及一种芘衍生物及由其制备的用于暗场的荧光温度指示器。

背景技术

荧光温度指示器继承了荧光检测体系的操作灵活、响应快捷、高度灵敏的优点，在对微观环境及宏观环境中温度响应的研究上展示出良好的发展前景。温度作为一个常见的物理参素，无论在生物化学还是其他工业、农业领域都起着不可忽视的作用。对于一些重要的仪器设备或治疗系统，必须保持对它们的运行温度与温度分布实施实时监控，了解、掌握温度在系统环境中的变化，防止故障甚至危险的发生；例如发电和变电站中的全封闭的高压开关柜的在线温度监测，因开关柜过热会导致火灾事故，造成大面积停电；热疗治癌中人体内病灶区的温度必须控制在42-44℃范围为宜，温度过高会杀死人体的正常细胞，过低则达不到治疗目的。许多传统的温度计缺乏能够在复杂条件下精确、高空间分辨率地测量温度的能力；例如，利用传统测量温度的方法难以准确获得暗场中体系的温度及其分布。中国专利CN204705418U报道了一种经传统体温计改良的夜光温度计，将荧光粉填充入传统体温计的凹槽中，能够实现在黑暗中测量读取体温的目的；但是此方法无法克服传统温度计测量精度低、空间分辨率不高的缺陷，而且其测量是属于荧光增强型的，易于受到环境因素的干扰，测量准确度较低。

目前已有报道的荧光温度指示器，也称温度响应荧光传感器，主要分为温度响应的小分子荧光传感器、聚合物荧光传感器和纳米荧光传感器；荧光传感器通过检测荧光信号变化来获得温度变化的信息，在暗场中也可应用。小分子荧光传感器中，例如一种含有两个芘基的三芳基硼化物(Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50,8072–8076)，其分子内的两个芘基的空间位置会随着温度的变化而发生改变，使荧光信号随之变化，达到温度测量的目的。但是有机小分子荧光传感器水溶性较差、需要在有机溶剂中溶解，不符合绿色环保的发展方向。Mao等利用罗丹明B和4-(2-丙烯酰胺基-乙胺)-7-硝基-2,1,3-苯并噻二唑修饰热敏性的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(J.Mater.Chem.B,2014,2,7544–7550)，利用该聚合物具有低临界溶解温度的特性构建一个温度指示荧光传感器；此方法可检测的温度范围较狭窄为30-40℃，应用范围有限；此外，该体系也属于荧光增强型的检测，测量准确度较低。中国专利CN105018083A公开了一种基于碳点的荧光纳米温度计，以核酸碱基为碳源制得碳点，利用碳点溶液的荧光强度变化实现对溶液温度变化的监测；但此方法也属于荧光增强型的检测，测量准确度较低。

因此，需要发展一种设计简便、环境友好、抗干扰性强以及能准确地在暗场中监测温度变化及其分布信息的荧光温度指示器。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种芘衍生物。

本发明的另一目的在于提供上述芘衍生物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种荧光温度指示器。该荧光温度指示器由上述溶于水带负电荷的芘衍生物和带正电荷的聚乙烯亚胺构成。该荧光温度指示器利用静电相互作用与芘特有的单体-激基缔合物之间的荧光信号转换的协同作用，实现了对温度的比率型的测量。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种芘衍生物，所述芘衍生物为芘-1-亚甲基二氢化磷酸酯(Py-P)，其结构式如下：

上述芘衍生物的制备方法，包括如下制备步骤：

将1-芘甲醇用乙腈溶解，分别加入磷酸和吡啶，然后滴加N,N-二异丙基乙胺，最后滴加乙酸酐，加热回流反应，得到产物芘-1-亚甲基二氢化磷酸酯。

优选地，所述用乙腈溶解是指每1mmol的1-芘甲醇用8～10mL的乙腈溶解。

优选地，所述的磷酸是指有效物含量≥99.0％的晶体状磷酸。

优选地，所述1-芘甲醇与磷酸的摩尔比为1:(0.8～1)，1-芘甲醇与吡啶的摩尔比为1:(4～5)，1-芘甲醇与N,N-二异丙基乙胺的摩尔比为1:(1.6～2)，1-芘甲醇与乙酸酐的摩尔比为1:(1.6～2)。

优选地，所述的加热回流反应是指在85～90℃下回流反应18～24h。