[发明专利]一种汞离子探针的制备方法及应用

说明书

本发明设计一种具有高灵敏性可特异性识别Hg(II)的近红外荧光探针的制备方法和应用，荧光探针的结构为：制备方法包括：将4‑乙烯氧基‑1，3‑苯二醛溶于乙酸酐中形成溶液，加入季铵盐，即得目标产物可特异性识别Hg(II)的近红外荧光探针。本发明为近红外荧光探针，对于Hg(II)的检测具有选择性好，灵敏度高，细胞毒性低的性质，且制备简单，成本低，可应用于体外与体内检测，在分析化学、生物化学和环境治理与监控及医学的领域有较好的应用前景。

技术领域：

本发明属于荧光探针材料的制备方法和应用领域，特别涉及到一种具有高灵敏性可特异性识别Hg(II)的近红外荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术：

在20世纪50年代发生水俣湾汞中毒事件之前，汞污染并不被认为是重要的环境问题。作为环境中天然存在的元素，汞来自各种自然过程，例如火山，温泉，海洋排放和岩石风化等。几个世纪以来的采矿和废物处理等人为活动加剧了本已经严重的汞污染，并对生态系统和人类健康构成了巨大的威胁。人类接触汞的主要来源是牙科用汞合金，药品，化妆品和食品，主要是受污染的鱼类。汞和汞离子与生物分子的亲核官能团的高度结合可导致功能的扰动，包括DNA损伤，有丝分裂损伤和神经元迁移破坏。汞也被认为是一种有效的免疫刺激和抑制剂，取决于接触剂量和个体易感性，产生许多病理后遗症，包括淋巴细胞增生，高球蛋白血症和全身全身性和低反应性。已经认识到多种疾病与汞密切相关，并会对其有不利影响，包括免疫毒性，遗传毒性，致癌性以及致畸性等。饮食中的汞摄入量和汞的环境暴露会导致心律失常，口腔炎，胃炎，结肠炎，肾小管变性以及出血性胃炎。汞的积累也与认知和运动障碍有关。

所以汞积累与人类健康之间具有密不可分的相关性，建立可信且快速的检测不同环境背景下汞物种和复杂生物系统的战略，可以大大促进对汞污染后果的了解，并有助于找到适当的补救措施。当前，常见的Hg(II)的检测方法有原子吸收/发射光谱(AAS/AES)，原子荧光光谱(AFS)，气相色谱，电化学方法，电感等离子耦合-质谱，核磁共振等，传统的检测方法需要复杂的程序和昂贵的仪器，而且又不能连续的监测并对生物系统的检测有缺陷。所以传统的方法已经不能满足，我们需要新的检测方法。

发明内容：

本发明中，Hg(II)等同于“Hg²⁺”。

本发明的目的之一在于提供一种具有高灵敏性可特异性识别Hg(II)的近红外荧光探针。

本发明的目的之二在于提供一种具有高灵敏性可特异性识别Hg(II)的近红外荧光探针的制备方法，以规避此类探针传统合成复杂、难以纯化的问题。

本发明的目的之三在于提供一种具有高灵敏性可特异性识别Hg(II)的近红外荧光探针的应用，包括其在细胞水平可视化分析Hg(II)水平方面的应用，以解决其他Hg(II)近红外探针的灵敏性不够高或由于选择性不够好难以对细胞环境，或者细胞毒性较高难以应用于生物体系中Hg(II)特异性响应等问题。

本发明的技术方案包括：

一种具有高灵敏性可特异性识别Hg(II)的近红外荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的结构式如图1所示；其中X为卤素，优选地，X为Br。

一种前述探针的制备方法，它是将4-乙烯氧基-1，3-苯二醛与季铵盐于有机溶剂中反应，纯化所述探针，即得；

所述季铵盐的结构式为：其中X为卤素；

所述有机溶剂是醇类、酸类、酯类、乙酸酐、乙腈、二氯甲烷或丙酮，优选为乙酸酐。

如前述的制备方法，4-乙烯氧基-1，3-苯二醛与季铵盐的摩尔比为1∶(1～3)。

如前述的制备方法，4-乙烯氧基-1，3-苯二醛与季铵盐的制备方法中的反应温度为20～50℃。

如前述的制备方法，4-乙烯氧基-1，3-苯二醛与季铵盐的反应时间为3～8h。