[发明专利]一种检测汞离子的反应型萘酰亚胺荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明属于汞离子荧光识别检测剂领域，涉及一种检测汞离子的反应型萘酰亚胺荧光探针及其制备方法与应用。该制备方法由已知化合物N‑正丁基‑4‑羟基‑1,8‑萘酰亚胺与二甲基硫代磷酰氯进行缩合反应，得到一种在CH₃CH₂OH/HEPES(10 mM,pH=7.4,1/9,v/v)体系中，可以用做Hg²⁺的高选择性和高灵敏性的荧光探针HgL1。探针HgL1合成步骤短，产率高，该探针为一例典型的荧光化学剂量计型荧光探针。利用荧光化学剂量计对离子进行检测时，荧光信号的强度变化与分析物的浓度有着密切的关系，表现为累加效应。本发明的探针具有高选择性和高灵敏性等优点。

技术领域

本发明属于汞离子荧光识别检测剂领域，涉及一种反应型的基于萘酰亚胺的汞离子检测荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术

汞是一种典型的有毒重金属，可以对生物体的神经系统造成永久性的损伤。汞主要以离子的形式进入生物体中，并在生物体内富集。环境中汞离子对动植物和人体健康造成巨大的威胁。汞离子具备较强的嗜硫性，过量的汞离子与生物体内含S的蛋白质或者酶发生反应，从而引起一系列的疾病。对生物体的神经系统和正常代谢活动造成极大的伤害，如汞离子过量可以导致不可逆的DNA损伤、肺水肿、肾衰竭以及多种类型的自闭症等症状。正是由于汞离子的剧毒性，世界上多个国家和相关组织均对汞离子在饮用水和工业废水中的含量做了严格的要求，如美国环保局(EPA)就严格规定在饮用水中的汞离子含量不得超过2ppb。对环境中汞离子的快速检测尤为重要，比如对环境中和食品中汞离子残留的检测有着重要的意义。

荧光探针由于具有成本较低、操作仪器简单、检测限低、实时监测等优点，荧光探针法检测金属离子近年来受到广泛关注。基于“turn-on”机理的荧光传感材料可减少检测错误，对复杂体系检测更准确。萘酰亚胺结构的可修饰性表现在可以通过改变4位或萘酰亚胺氮原子上连接的取代基进而得到新的化合物，通过改变识别基团可以得到多种具有不同性能的荧光探针。此类化合物的分子结构具有以下优点：有大的平面共轭基团，有较强的荧光，光化学与光物理具有光稳定性好、荧光发射波长适中且Stocks位移大。

发明内容

本发明为解决高选择、高灵敏检测河水、湖水、工业废水及土壤中汞离子检测的技术问题，公开了一种反应型的基于萘酰亚胺的汞离子检测荧光探针及其制备方法与应用，该制备方法由已知化合物N-正丁基-4-羟基-1,8-萘酰亚胺与二甲基硫代磷酰氯进行缩合反应，得到一种在CH₃CH₂OH/HEPES(10mM,pH＝7.4,1/9,v/v)体系中，可以用做Hg²⁺的高选择性和高灵敏性的荧光探针HgL1。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种检测汞离子的反应型萘酰亚胺荧光探针，所述荧光探针结构式如下所示：

所述的反应型萘酰亚胺荧光探针的制备方法，

合成路线如下所示：

制备步骤如下：

(1)避光条件下，将N-正丁基-4-羟基-1,8-萘酰亚胺与无水三乙胺混合后，溶于无水二氯甲烷溶液中，然后在冰浴条件下滴加二甲基硫代磷酰氯的无水二氯甲烷溶液开始反应，滴加完毕后，室温条件下继续反应(2-10)小时；

(2)将步骤(1)中的反应液用饱和氯化钠溶液洗涤、分离有机相，有机相经无水硫酸钠干燥、过滤、减压除去溶剂，经硅胶柱层析分离，即得到反应型萘酰亚胺荧光探针HgL1。

所述制备方法制备的反应型萘酰亚胺荧光探针的产率为60-90％。

所述步骤(1)中N-正丁基-4-羟基-1,8-萘酰亚胺的制备方法为：