[发明专利]一种顺序检测水合肼和亚硫酸氢根的新型荧光探针及其合成及应用

说明书

本发明涉及一种顺序检测水合肼和亚硫酸氢根的新型荧光探针及其合成及应用，属于分析化学技术领域。该探针的化学结构如式（I）所示，可基于ESIPT和ICT机理顺序检测水合肼和亚硫酸氢根。由于ESIPT和ICT被抑制，该探针在水溶液中无荧光；当加入了水合肼溶液后，ESIPT和ICT作用恢复，使之在615 nm处荧光显著增强；而在“探针+水合肼”体系中继续加入亚硫酸氢根溶液时，ICT作用被抑制，使得最大发射波长蓝移至508 nm处。通过明显的荧光变化，从而实现对这两种物质的顺序检测。本发明所述的荧光探针不仅操作简便、选择性好、灵敏度高、光学性能稳定，且为多功能荧光探针的发展提供了重要思路。式I。

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，涉及一种顺序检测水合肼和亚硫酸氢根的新型荧光探针及其合成及应用。

背景技术

水合肼（N₂H₄•H₂O）是一种无色透明的碱性油状液体，具有强还原性，在农药领域、医药领域和精细化工领域等许多合成领域中有着重要作用；同时，它还具有易燃易爆性，也可在火箭推进系统中作为高能燃料和炸药原料使用。然而，水合肼所具有的剧毒和不稳定性，也使得其在生产、运输、使用等过程当中容易造成环境污染。同时水合肼具有良好的水溶性，易被人体吸收且不易排出体外，当它通过呼吸、饮食或皮肤接触等途径进入人体后，会通过诱导体内生产过量的缺陷蛋白质来破坏DNA，并代谢成有毒的自由基。因此，长期接触会对肝，肾，肺和中枢神经系统产生严重危害。美国环境保护局（EPA）已将其列为潜在的人类致癌物，并限定其最高允许值为10 ppb。

亚硫酸氢根（HSO₃）具有良好的抗氧化能力，可在食品工业中作为保鲜剂和防腐剂以防止微生物生长并抑制褐变。此外它还在染料、制革、造纸和有机合成等作为还原剂而应用。但是，亚硫酸氢根具有毒性，并且高浓度的亚硫酸氢盐会诱发过敏性疾病、胃肠道疾病和哮喘等疾病。因此，食品和药品中的亚硫酸氢根的含量必须严格控制在安全范围内。美国食品药品监督管理局要求对含有亚硫酸氢根超过10 μg/mL的产品进行标识。因此，建立一种方便快捷、高灵敏度、高选择性的检测水合肼和亚硫酸氢根含量的方法，具有非常重要的意义。

近年来，荧光探针因具有操作简便、成本低廉、灵敏度高、选择性好、实时监测和非侵入性等优点，已作为有力的手段被广泛用于离子、小分子等物质的检测。已有大量可用于水合肼、亚硫酸氢根检测的探针被报道，然而可同时检测水合肼、亚硫酸氢根的探针鲜有报道，可顺序检测水合肼、亚硫酸氢根的探针更是未有报道。CN 108440476 A报道了一个利用氰基乙烯基取代的氨基香豆素衍生物，通过氰基乙烯基作为识别基团与水合肼、亚硫酸氢根产生反应,形成具有不同结构的氨基荧光素衍生物，并将信号传导至氨基香豆素荧光基团，促使其荧光发射波长发生改变，从而可用于水合肼和亚硫酸氢根的同时检测。然而该探针存在水溶性较差、发射波长较短等问题（识别水合肼时，最大发射波长为510 nm；识别亚硫酸氢根时，最大发射波长为475 nm），限制了其进一步使用。因此，设计红光发射的水溶性荧光探针，以高灵敏度和高选择性地顺序检测水合肼和亚硫酸氢根，具有非常重要的意义。

发明内容

为了克服现有荧光探针的性能存在的不足，本发明的第一个目的是在于提供一种可用于顺序检测水合肼和亚硫酸氢根的荧光分子探针及其合成方法和应用，本发明荧光分子探针具有灵敏度高、选择性好、水溶性好的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种荧光探针，该荧光探针的结构如式I所示：

式I

所述荧光探针的制备方法优选为：