[发明专利]一种铝离子和锌离子双通道荧光素类荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种铝离子和锌离子双通道荧光素类荧光探针及其制备方法和应用，其结构式为：制备方法包括：将荧光素溶于溶剂中，与水合肼反应，得到荧光素酰肼；将对氨基苯甲酸甲酯溶于溶剂中，与水合肼反应，将得到的产物溶于溶剂中，滴加过量的水杨醛，反应得到水杨醛‑4‑氨基苯甲酰肼腙；将三聚氯氰溶于无水溶剂中，加入缚酸剂，在冰水浴，氮气保护下，滴加荧光素酰肼的THF溶液，反应得到一缩产物FHC；将FHC溶于无水溶剂，加入缚酸剂，氮气保护下，滴加水杨醛‑4‑氨基苯甲酰肼腙，反应即得。本发明的荧光探针化合物对铝离子和锌离子有很好的选择性，并且在环境应用中不仅方便而且具有较好的使用效果。

技术领域

本发明属于荧光探针材料及其制备领域，特别涉及一种铝离子和锌离子双通道荧光素类荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

在生物圈中铝在总矿物成分中所占的自然丰富度约为8％。由于酸雨和人类的积极的活动铝离子广泛存在于自然环境中。铝离子对肠胃酶的活性有很大的影响，并且过量的铝离子会对中枢系统产生危害。已经发现铝离子在很久以前对生物体产生几种神经毒性作用。例如，铝离子在阿尔茨海默病，帕金森病疾病，骨软化，慢性肾衰竭等疾病中具有重要作用。由于铝离子与人体健康密切相关，铝离子检测的研究受到越来越多的关注。与其他金属阳离子相比，铝离子的检测一直存在问题，因为其配位能力差，水合能力强，缺乏光谱特性。因此，构建用于选择性检测铝离子的探针是相当重要的。

锌离子是活细胞中存在的最丰富的过渡金属离子之一，并且在多种生理和病理过程中发挥非常重要的作用，例如金属酶的基因表达调节，神经信号传递，细胞凋亡，DNA结合或识别等。然而，过量的锌离子能引起许多严重的疾病，例如阿尔茨海默氏病，帕金森病和癫痫。因此，开发高选择性和灵敏的化学传感器用于检测环境以及生物样品中的Zn²⁺是非常重要的。

目前检测锌元素和铝元素主要的方法：原子吸收光谱法、中子活化分析法、原子发射光谱法、X射线荧光光谱法、溶出伏安法、双硫腙比色法、涂层压电传感器发和等离子体感应光谱法等。由于上述方法的劣势(专业性强，步骤复杂，耗时，仪器贵重)，荧光化学传感器离子检测拥有众多的优点，它有望取代传统的方法，如测试速度快，设备简单，“裸眼”可视检测，价格低廉，分子结构易于修饰优化，灵敏度高等优点。

基于荧光素的探针由于其优异的荧光性能已经引起科学家的兴趣。众所周知，荧光素具有独特的荧光性能：λex和λem均位于可见光区便于检测；荧光量子产率高；易与一些生物分子以共价键或非共价键的形式结合形成标记物或复合物；无毒，成本低。因此在发展荧光探针方面具有重要应用前景。许多荧光素类的探针已广泛用作检测各种金属离子的荧光探针。

中国专利“一种利用活性染料荧光探针检测铝离子的方法(105911038A)”，荧光探针与铝离子成良好的线性关系，线性范围为0.1-8μM，检测限为12.8nM。中国专利“一种检测汞离子的水溶性高分子荧光素类荧光探针及其制备方法(CN107245334A)，荧光探针与锌离子成良好的线性关系，线性范围为0.01-1μM，检测限为3.05nM。然而，与单离子响应分子传感器相比，具有多个发射模式的多离子响应分子传感器的构造是极具挑战性的。此外，由于诸如分析时间减少等优点，已经积极开发用于多个靶的单探针。近年来有许多关于小分子荧光探针法检测多离子的报道例如，它们包括(Anal.Methods,2013,5,4818-4823)Cu(II)/Al(III),(Inorg.Chem,2012,51,1769-1777)Cr(III)/Hg(II),(Chem.Commun,2014,50,1119-1121)Hg(II)/Au(III),(Sens.Actuators B,2014,192,512-521)Cu(II)/Hg(II),(Tetrahedron Lett,2009,50,4201-4204)Ag(I)/Mn(II),(Chem.Commun,2013,49,10739-10741)Al(III)/Fe(III)/Cr(III)和(Sens.Actuators B,2014,194,343-352)Zn(II)/Al(III)/Fe(II)/Fe(III)。