[发明专利]2-甲基咪唑啉作为pH值和Fe3+双功能荧光探针的应用及其荧光探针

说明书

本发明涉及pH探针和金属离子识别应用领域，具体涉及一种2‑甲基咪唑啉作为pH值和Fe³⁺双功能荧光探针的应用，以及采用2‑甲基咪唑啉制成的用于pH传感和Fe³⁺检测的双功能荧光探针。本发明的有益效果：该荧光物质2‑甲基咪唑啉毒副作用小、选择性好、灵敏度高，首次发现其具有良好荧光特性并应用于荧光探针领域。该荧光化合物合成机制成熟，成本低且水溶性高，可实现水溶液中酸性（2.0～5.0）pH测定和生理环境中Fe³⁺识别及定量检测。

技术领域

本发明涉及pH探针和金属离子识别应用领域，具体而言，涉及一种不含典型荧光基团的小分子2-甲基咪唑啉作为pH值和Fe³⁺双功能荧光探针上的应用。

背景技术

众所周知，一些有机化合物的荧光性质随pH的变化可用于指示目标介质中酸碱度的改变。目前荧光探针主要应用在生物分析化学以及细胞生物学领域，异常的pH变化会导致细胞功能紊乱，尤其当细胞内pH在偏酸性条件下，细胞的作用变弱会致其新陈代谢减慢，对脏器功能造成一定影响。而荧光探针测定pH可以采用缓和模式操作实时监测细胞内pH的动态分布和区域变化。同样，铁是人体必需微量元素中含量最高的一种，与人类的健康和疾病密切相关。生物体内游离态Fe³⁺负荷过重引起多种肝脏疾病、糖尿病、心脑血管疾病等。此外铁也是地壳中最丰富的金属元素之一，是生活饮用水检测的感官性状指标。水中铁可来自于自然环境和工业废水污染，含量超标时，对居民健康产生威胁。因此，准确地定量分析人体内以及饮用水中铁含量对疾病的治疗和预防具有重要的现实意义。

近年来，具有光学性能的材料在信息传感领域受到了广泛关注。其中具有典型生色团的传统荧光探针由于合成过程较复杂，易在水中自聚集，且毒性大，使其在水相中的应用受到了一定限制。目前研究者们发现一些含有伯胺、仲胺、叔胺和酰胺等简单官能团的含氮类小分子也具有荧光性能，但由于相关研究还处于起步阶段，其发光机制以及结构与荧光性能之间的关系还在探索中，因而还未能广泛应用。因此，许多研究者们致力于设计和开发具有合成简单、反应时间短、操作便捷、高灵敏度、毒性低等优点的荧光材料代替传统荧光探针。

发明内容

本发明的目的在于提供2-甲基咪唑啉作为pH和Fe³⁺双功能荧光探针的应用，所述的不具传统荧光芳香环的2-甲基咪唑啉不仅可以测定2.0～5.0范围内的pH值，在生理环境及饮用水中也对Fe³⁺具有很好的选择识别性能。并且原料结构简单、荧光量子产率较高（8.6%）、水溶性高、毒副作用小，整个操作过程简单，应用方便。

本发明还提供了一种采用2-甲基咪唑啉制成的用于pH传感和Fe³⁺检测的双功能荧光探针，可实现水溶液中酸性（2.0～5.0）pH测定和生理环境中Fe³⁺识别及定量检测。

本发明是通过以下措施来实现的

本发明公开了2-甲基咪唑啉作为pH值和Fe³⁺双功能荧光探针的应用。

上述发明的应用，优选的，所述pH值响应范围为2.0～5.0。

本发明还公开了一种采用2-甲基咪唑啉制成的用于pH传感和Fe³⁺检测的双功能荧光探针。

上述发明的荧光探针，优选的，所述pH值响应范围为2.0～5.0。

上述发明的荧光探针，优选的，所述2-甲基咪唑啉溶解在磷酸盐缓冲溶液中，所述2-甲基咪唑啉的浓度为10mmol/L，磷酸盐缓冲溶液的pH为7.4。

上述发明的荧光探针，优选的：测量的荧光强度液为427nm。

本发明的2-甲基咪唑啉作为荧光探针，其化学结构式为