[发明专利]一种甲醛荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种甲醛荧光探针及其制备方法和应用，该探针的分子式为C22H25N3O4，具体结构式如下：该探针可以在水溶液中自身产生黄色荧光，与甲醛响应后，在518nm处荧光强度显著增强(11.2倍)。探针IX还可以通过共聚焦荧光显微镜检测活细胞中的甲醛，并进行荧光成像，能快速、特异性实现水溶液中甲醛的检测。

技术领域

本发明涉及一种甲醛荧光探针其制备方法和应用，属于甲醛探针的制备技术领域。

背景技术

甲醛有刺激性气味，低浓度即可嗅到，人对甲醛的嗅觉阈通常是0.06-0.07mg/m³。环境中甲醛的主要污染来源是有机合成、化工、合成纤维、染料、木材加工及制漆等行业排放的废水、废气等。某些有机化合物在环境中降解也产生甲醛，如氯乙烯的降解产物也包含甲醛。观察结果表明，甲醛在环境中颇稳定，当水中甲醛浓度为5mg/L时(20℃)，甲醛浓度可以在5天内保持恒定。长期接触低浓度甲醛会引起头痛、头晕、乏力、感觉障碍、免疫力降低，并且出现瞌睡、记忆力减退或神经衰弱、精神抑郁等症状；慢性中毒对呼吸系统的危害也是巨大的，长期接触甲醛可引发呼吸功能障碍和肝中毒性病变，表现为肝细胞损伤、肝功能异常等。因此，发明一种能快速、方便检测水环境和生理环境中甲醛的方法显得尤为重要。

目前，检测甲醛的方法主要有分光光度法、电化学检测法、气相色谱法等。这些方法适用于检测水溶液、纺织品和食品中的甲醛检测，但是上述方法对检测物具有破坏性。近年来，小分子荧光探针由于其灵敏度高、特异性好、响应时间短以及可以对分析物进行无损检测受到了广泛关注。随着共聚焦显微镜的出现，荧光探针实现了对细胞内目标分子的成像检测，可以实时在线形象具体地观察到信号变化。所以，发明能快速检测、信号变化明显的甲醛荧光探针显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能快速检测甲醛的增强型荧光探针，简称探针IX；并进一步提供了该探针IX的制备方法和应用。

本发明采用以下技术方案：

一种甲醛荧光探针，探针的分子式为C₂₂H₂₅N₃O₄，具体结构式如下：

所述的甲醛荧光探针，其能抗2-乙基丙烯醛、丙醛、丁醛、乙醛、乙醛酸、异戊醛、H₂S、S₂O₃^2-、Gsh、精氨酸、谷氨酸、丝氨酸、ClO^-、H₂O₂、TBHP、Ca²⁺、K⁺、Zn²⁺的干扰。

一种上述的甲醛荧光探针的制备方法，它包括以下步骤：

1)将化合物1和氨乙基吗啉置于50mL烧瓶中，用乙醇溶解，加热至回流，搅拌反应1小时，冷却至室温，抽滤得化合物2；其中化合物1结构式为：化合物2结构式为：

2)将化合物2和碳酸钾混合后，用DMSO溶解，80℃下加热搅拌6小时，反应完全后，将反应液倒入冰水中，用盐酸调pH至有大量固体析出，抽滤，得化合物3；其中化合物3的具体结构为：

3)将化合物3和六亚甲基四胺混合后，用三氟乙酸溶解，加热至90℃继续搅拌6小时，反应完全后，将反应液倒入水中，用NaOH水溶液调pH至中性，抽滤得固体化合物，将固体化合物柱层析分离提纯得到化合物4，化合物4的具体结构为：

4)将化合物4用甲醇溶解，冰浴下加入25％的氨水，继续搅拌0.5小时，然后将反应移至室温，加入烯丙基硼酸频哪醇酯继续搅拌过夜反应10小时以上，然后除去反应液中的甲醇，在进一步柱层析分离提纯即得到探针IX。

所述步骤1)中化合物1与氨乙基吗啉的摩尔比为1：5。