[发明专利]一种高灵敏检测次氯酸根的荧光探针及其合成方法与应用

说明书

本发明公开了一种高灵敏检测次氯酸根的荧光探针及其合成方法和应用，属于化学分析检测技术领域。本发明探针由醛基化苯并唑荧光团与羟胺通过脱水缩合得到，具有如下结构通式：此探针的荧光团为苯并噻唑骨架结构，对次氯酸根的响应基团为羟胺单元。单独的探针在溶液中的紫外吸收峰位于~350 nm，无显著荧光发射。与次氯酸根反应后，其紫外吸收峰红移至~410 nm；在~540 nm处荧光发射显著增强，紫外灯下发出黄色荧光。该探针分子对次氯酸根有高的选择性和灵敏度，检测范围为0.5–18μmol·L^‑1，检测限为0.08μmol·L^‑1。该探针可用于活细胞中次氯酸根的成像检测。

技术领域

本发明属于化学分析检测技术领域，具体涉及一种荧光法检测次氯酸根的分子探针及其制备方法和在检测次氯酸根方面的应用。

背景技术

次氯酸根(ClO^-)或次氯酸(HClO)是一种常用的消毒剂与氧化剂。而在生物体内又是一种非常重要活性氧，在很多生理过程和疾病中发挥着重要的作用。如，在人体炎症发生过程中，由骨髓过氧化物酶催化过氧化氢和氯离子产生的ClO^-具有强大的杀菌功能。另一方面ClO^-在人体内能的异常代谢能导致氧化氨基酸、蛋白质、胆固醇及核酸的氧化，从而使得这些重要生物分子的功能发生紊乱。因此，开发高灵敏、高选择检测次氯酸根的方法对人体健康状况的准确监测是非常必要的。

传统的检测次氯酸根的方法有滴定法，电化学方法等。但这些方法一般操作繁琐，而且难以实现生物活性样品的原位检测。而利用分子探针荧光法检测次氯酸根具有样品处理简洁、测量速度快、能实现原位实时检测等优点，近年来得到了发展与利用。但目前开发的用于检测次氯酸根的探针分子存在一些缺陷，如灵敏度低，合成繁琐，制备成本高，反应机理复杂难以准确再现等(文献Jin X.L.Sens.Actuators B.2016,232,300；FanJ.L.Analyst.2015,140,4594；Liao,Y-X.RSC Adv.,2015,5,18275；LiX.H.Sens.Actuators B.2017.247.609.)。因此，亟待开发性能优良的次氯酸根探针克服存在的上述问题。

发明内容

对于上述情况，本发明目的是提供一种新的易于制备、性能稳定的高灵敏检测次氯酸根的荧光探针，并提供该探针的合成方法，还在此基础开发出对次氯酸根进行高选择性和高灵敏度的检测方法。

为实现本发明目的，本发明一方面利用次氯酸根具有较强的特殊氧化性，能氧化特殊的富电子的有机基团，设计一定结构的羟胺基团选择性的被次氯酸根氧化；另一方面醛基化的苯并唑具有优良的光谱特性，其醛基与羟胺缩合反应后，荧光能够被有效猝灭，而次氯酸根将羟胺氧化后，又能恢复其强荧光发射。基于此，设计了一种羟胺为响应基团，醛基化的苯并唑作为发光团的用于检测次氯酸根的荧光分子探针。

所述检测次氯酸根的荧光分子探针，其特征在于，结构通式如下：

其中，R₁为S、O或NH；R₂为SH、OH或NH₂；n为1至18的整数；

优选：R₁为S或O；R₂为SH或OH；n为1至6的整数，

更优选：R₁为S；R₂为OH。n为1至4的整数。

进一步优选为：

其合成方法具体如下：

将醛基化苯并唑与羟胺在有机溶剂中溶解，加入有机碱，回流反应，分离纯化后得到探针分子。