[发明专利]一种二氧化硫-甲醛荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种二氧化硫‑甲醛荧光探针及其制备方法和应用。该探针分子式为C₃₇H₄₁N₄O₄⁺，具有如下所示结构：该探针在水溶液中自身荧光为红色荧光，与二氧化硫响应后，在485nm处荧光强度增强且在637nm处荧光强度显著降低(279倍)，并且可以通过肉眼观察探针荧光前后的变化。之后再与甲醛响应后，在485nm处荧光强降低且在637nm处荧光强度显著增强(256倍)，并且可以通过肉眼观察探针荧光前后的变化。本探针还可以通过共聚焦荧光显微镜检测活细胞中的二氧化硫及甲醛，并进行荧光成像。本发明探针合成简单，产率高，具有一定的潜在实用价值。

技术领域

本发明涉及一种二氧化硫-甲醛荧光探针其制备方法和应用，属于二氧化硫-甲醛探针的制备技术领域。

背景技术

二氧化硫，常温下为无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水，是一种主要的大气污染物。用于生产硫以及作为杀虫剂、杀菌剂、漂白剂和还原剂。在大气中，二氧化硫会氧化而成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响；在1～3ppm时多数人开始感到刺激；在400～500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡。二氧化硫与大气中的烟尘有协同作用。当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm，烟尘浓度大于0.3mg/L，可使呼吸道疾病发病率增高，慢性病患者的病情迅速恶化。动物体易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。

甲醛又称蚁醛。无色气体，有特殊的刺激气味，对人眼、鼻等有刺激作用。易溶于水和乙醇。水溶液的浓度通常是40％，称做甲醛水，俗称福尔马林(formalin)，是有刺激气味的无色液体。有强还原作用，特别是在碱性溶液中。甲醛可由甲醇在银、铜等金属催化下脱氢或氧化制得，也可由烃类氧化产物分出。用作农药和消毒剂，制酚醛树脂、脲醛树脂、维纶、乌洛托品、季戊四醇和染料等的原料。甲醛的主要危害表现为对皮肤黏膜的刺激作用，甲醛是原浆毒物质，能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死，吸入高浓度甲醛时可诱发支气管哮喘。新装修的房间甲醛含量较高，是众多疾病的主要诱因。

因此，设计并合成特异性好、灵敏度高、并具有良好的生物相容性的荧光探针，能够实时准确地对生物体内的二氧化硫和甲醛浓度进行检测和成像对于疾病的预防、诊断、检测、治疗以及病理生理的深入研究都具有重要的指导意义。

目前，主要通过分光光度法、电化学检测法、气相色谱法、液相色谱法、传感器等检测手段来检测二氧化硫及甲醛。这些方法一般适用于检测水溶液和食品中的二氧化硫及甲醛，并不适于生物环境中的二氧化硫及甲醛的检测，因为它们的检测灵敏度有限并且对生物样品具有破坏性。近年来，小分子有机荧光探针受到科学界的广泛关注，它与特定目标分析物发生作用后，荧光信号会发生变化，以达到检测目的。利用荧光探针的荧光分析法具有特异选择性、高灵敏度、响应时间快等特征，并且对细胞内目标分子进行非侵入性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、易观查信号变化的二氧化硫及甲醛荧光探针是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能快速检测二氧化硫及甲醛的比值型荧光探针，并进一步提供了该探针的制备方法和应用。

本发明采用以下技术方案：

一种二氧化硫-甲醛荧光探针，其分子式为C₃₇H₄₁N₄O₄⁺，具有如下所示结构：