[发明专利]二(2-甲基吡啶)胺修饰的芘衍生物荧光探针及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种二(2‑甲基吡啶)胺修饰的芘衍生物荧光探针及其合成方法和应用，荧光探针的结构式为式中n＝2、3或4。该荧光探针通过柔性连接臂将荧光报告基团芘和金属离子受体连接，并利用十二烷基硫酸钠组装体的调控作用和受体的结合作用，实现了对13种金属离子Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺、Hg²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Al³⁺、Pb²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺的区分检测。本发明荧光探针具有化学稳定性好、响应速度快、灵敏度高、区分性好、样品消耗量小、数据采集简单等优点，能够即时、在线测定金属离子。

技术领域

本发明属于金属离子检测技术领域，具体涉及一种在水相中测定金属离子的二(2-甲基吡啶)胺修饰的芘衍生物荧光探针及其合成方法。

背景技术

重金属离子渗透在人们生产和生活的各个方面，其毒性较高而且难以除去，因此对重金属离子的检测备受人们关注。准确而快速的检测并鉴别环境中的重金属离子，对于食品安全、生态环境改善和人类健康都有着极其重要的意义。然而传统的“锁-匙”型高选择性传感器的使用无法满足对复杂样品的检测需求，因此急需发展能够对复杂样品进行有效分析的高通量检测手段。

传感器阵列是基于对动物嗅觉系统工作原理认识而发展起来的，由多个具有交互响应性的传感单元组成，阵列中的每一个传感单元对不同分析物会有不同程度的响应，而各个传感单元对同一分析物也会有不同程度的响应，因此可形成针对特定分析物的特征指纹图谱，实现对多分析物的区分识别。传统的传感器阵列多利用数目较大的传感单元来实现交互响应，虽然具有较好的指纹图谱识别能力，但常常导致样品消耗量大、数据采集处理过程繁琐等问题。因此，人们发展了基于多波长交互响应的单一荧光传感体系，同样具有指纹图谱识别能力，大大降低了样品的消耗量，并且可以通过一次扫描就实现对同一分析物的数据采集，简化了数据采集过程，逐渐成为新的研究热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在十二烷基硫酸钠(SDS)聚集体的辅助下具有区分性好、测试范围广、样品消耗量小、数据采集简单等优点的二(2-甲基吡啶)胺修饰的芘衍生物荧光探针，并为该荧光探针提供一种合成方法和应用。

解决上述技术问题所采用的二(2-甲基吡啶)胺修饰的芘衍生物荧光探针的结构式如下所示：

式中n＝2、3或4。

上述二(2-甲基吡啶)胺修饰的芘衍生物荧光探针的制备方法由下述步骤组成：

1、合成芘磺酰基衍生物

在惰性气氛及冰浴条件下，将芘磺酰氯的三氯甲烷溶液滴加到二氨基含氧烷烃的三氯甲烷溶液中，滴加完毕后，室温搅拌反应2～8小时，分离纯化，得到结构式如下的芘磺酰基衍生物：

上述的二氨基含氧烷烃为1,8-二氨基-3,6-二氧辛烷、3,6,9-三氧杂十一烷-1,11-二胺或3,6,9,12-四氧杂十六烷-1,16-二胺。

2、合成二(2-甲基吡啶)胺衍生物

在氮气保护下，将2-氯甲基吡啶盐酸盐溶于超纯水中，再依次加入苯胺、氢氧化钠、十六烷基三甲基氯化铵，室温搅拌24小时，分离纯化，得到二(2-甲基吡啶)苯胺；然后在冰浴条件下，向三氯氧磷的二甲基甲酰胺中滴加二(2-甲基吡啶)苯胺的二甲基甲酰胺溶液中，滴加完后在90℃加热反应3小时，反应完后将反应液倾入水中，然后用K₂CO₃中和至pH值为6～8，分离纯化，得到结构式如下的二(2-甲基吡啶)胺衍生物：