[发明专利]基于铱配合物的荧光探针及其制备方法与在次氯酸检测中的应用

说明书

本发明公开了一种基于铱配合物的荧光探针及其制备方法与其在次氯酸检测中的应用，属于荧光探针制备技术领域。本发明利用铱配合物作为荧光基团，苯磺酰肼为识别基团构建荧光探针化合物。该探针化合物与次氯酸作用时，导致探针中的碳氮双键被氧化发生断裂，发出黄色荧光，从而实现对次氯酸的检测。该探针对次氯酸具有很强的选择性和很高的灵敏性，能快速对次氯酸实现响应，是一类优异的“Turn‑on”型荧光探针，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于荧光探针制备技术领域，具体涉及一种基于铱配合物的荧光探针及其制备方法与其在次氯酸检测中的应用。

背景技术

次氯酸根(ClO^-)、次氯酸(HClO)是生物体内最重要的活性氧化物之一，在许多生理过程中具有重要的作用。生物体内生的次氯酸盐是由过氧化氢与氯离子在亚铁血红素酶、髓过氧化物酶的催化作用下发生生物化学反应产生的。研究表明，生物体内次氯酸盐浓度偏离正常值通常会导致心血管疾病、动脉粥样硬化、骨关节炎、类风湿性关节炎、肺损伤和癌症等疾病。同时在日常生活中，次氯酸的使用非常广泛，它常用于漂白剂和卫生消毒剂，例如用于饮用水和游泳池水等。在水中残留的次氯酸会引起水体污染，对人体健康存在潜在危害。因此，检测实际水体和生物体系中次氯酸的浓度已成为一个重要的课题，现亟待发展快速、灵敏、高选择性检测次氯酸的手段。

当前常见的次氯酸检测手段主要是碘还原滴定法、分光光度法、化学发光分析法、库伦法等。但这些分析手段在实际应用中既昂贵又繁琐，且常常需要特殊的昂贵实验仪器和高技能专业操作人员。因此，高效、简捷的次氯酸检测手段成为重要的研究课题。

在各种离子/分子的检测方法中，荧光探针检测法由于具有高灵敏度、高选择性、操作简便和实时分析等独特的优势而成为研究者关注的焦点。相比于传统的有机染料荧光分子，基于三线态跃迁发射的荧光铱配合物具有相对较长的发光寿命，使之成为一种非常理想的可用于生物成像标记的发光探针。近年来，以过渡金属铱配合物作为荧光基团引起了人们的很大兴趣，这是由于荧光过渡金属铱配合物具有以下几大特点：具有较大的量子效率、较大的Stokes位移和较长的发射寿命。利用其发光寿命长的特点，可通过使用时间分辨技术使荧光信号与生物体内的背景荧光信号区分开，避免了其他干扰，且优越的光稳定性便于长时间观测。因此，优化次氯酸荧光化学探针分子的设计与合成，寻找灵敏性高、选择性好、性能优越的次氯酸荧光化学探针，具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于铱配合物的荧光探针及其制备方法与应用。本发明荧光探针选择性好、灵敏度高、能够快速识别次氯酸，且其合成简单。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于铱配合物的荧光探针，其分子结构式如下：

，其中R为H或CH₃。

所述基于铱配合物的荧光探针的反应流程如下：

，

；

其制备方法包括以下步骤：

（1）在氮气保护下将2 mmol 4-(2-吡啶基)-苯甲醛和1 mmol三氯化铱溶解在24mL乙二醇乙醚/水（3:1，v/v）混合溶液中，在125℃回流搅拌24 h，得到铱二氯桥化合物；

（2）将0.8 mmol步骤（1）得到的铱二氯桥化合物与1.6 mmol 2,2'-联吡啶溶解于30 mL甲醇/二氯甲烷（1:2，v/v）混合液中，在氮气保护下60℃反应24 h，冷却后得到含醛基的铱配合物；

（3）在单口烧瓶中将0.15 mmol含醛基的铱配合物与0.3 mmol苯磺酰肼或对甲苯磺酰肼溶于30 ml甲醇中，加入1滴酸液后，加热至40-60℃回流搅拌10-12 h，然后以二氯甲烷/甲醇体系（15:1，v/v）为流动相，采用柱色谱分离得到纯品探针