[发明专利]一种具有酸碱响应的荧光探针及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有酸碱响应的荧光探针及其制备方法，所述化合物结构如下：其中，取代基R为选自氢、氟、甲氧基中的任意一种。此探针是由一种七元氮氧氟硼染料在醇溶剂中脱氟硼得到，制备简单高效。该探针对酸响应的基团为羰基，其溶液在酸性条件下，由淡黄色变为红色，荧光显著增强，在加入碱后整个变化过程可逆可重复。

技术领域

本发明公开了一种具有酸碱响应的荧光探针及其制备方法，该探针可以广泛应用在环境、生物、材料科学等领域。

背景技术

荧光分子探针建立在分子识别和荧光技术有机结合的基础上，通过探针分子与特定的目标受体结合实现分子识别，并随之将这些探针分子识别到的信息转换为可以检测的荧光信号，进而实现单分子水平上的原位、实时检测。遗憾的是，探针分子自身一般都具有很强的荧光，实际应用中，必须将没有与目标受体结合的游离探针分子从体系中去除，否则游离探针自身的荧光将产生很强的背景干扰，甚至产生假阳性信号，对检测结果造成严重影响。因此，理想的荧光探针分子应该自身的荧光很弱，最好不发荧光，只有当其与目标受体结合后才能够产生显著的荧光增强。

在许多领域内，具有对环境变化(如酸碱性发生变化的场合)刺激响应性能的可逆荧光探针能够发挥双向指示的作用，因而可逆荧光探针的发展符合人们日益多样化的需求。然而，虽然新型荧光探针种类层出不穷，但是已经报道的一些方法却普遍面临着合成步骤复杂、费用高、产率低等缺点。另一方面，常见的对酸碱响应的荧光探针，其响应基团一般为含氮基团，对其他响应基团鲜有报道。

本发明设计合成了一种具有酸碱响应的荧光探针，化合物本身无荧光，在酸性条件下，荧光显著增强且溶液颜色变化明显，在加入碱后变化过程可逆可重复。此外，该探针合成步骤简单，反应条件易于控制，产率高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一具有酸碱响应的荧光探针及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种具有酸碱响应的荧光探针，所述化合物的化学结构式为：

其中，取代基R为选自氢、氟、甲氧基中的任意一种。

所述探针化学结构式包括：

中的任意一种。

所述的具有酸碱响应的荧光探针的制备方法，包括以下路径：

(1)在反应瓶中加入化合物1、醇溶剂，10～30℃搅拌进行反应，当反应液由紫红色完全变成黄色时，反应结束；

(2)将步骤(1)中的反应液旋干后加入正己烷进行超声洗涤，然后抽滤得到黄色固体化合物2，所述的取代基R选自氢、氟、甲氧基中的任意一种。

所述的步骤(1)中，所述的醇溶剂包括甲醇、乙醇或乙二醇中的任意一种。其中甲醇为最优溶剂。当反应溶剂为乙醇时，反应时间明显增加；当溶剂为乙二醇时，反应时间与甲醇相近，但乙二醇沸点过高不易后处理。

所述的步骤(1)中，化合物1和醇溶剂的投料比为1mmol:10mL～100mL。增加溶剂的投料比，可以减少反应的时间。

本发明的又一技术方案是将所述的具有酸碱响应的荧光探针在检测酸性溶液环境上的应用。具体方法是将化合物2配制成低溶度的溶液，然后进行酸的滴定，通过紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计监测其随时间的变化。

酸性溶液环境包括乙腈、四氢呋喃、或乙醇。乙腈在高效溶解有机物的同时对无机酸碱也有较好的溶解性，使得盐酸在乙腈溶液中都能与化合物迅速响应。

酸性溶液环境中的酸制剂包括盐酸、或硫酸。

具有酸碱响应的荧光探针与酸制剂的摩尔浓度比为1:100～800。增加盐酸的浓度比，可以减少响应时间。