[发明专利]吩噻嗪基喹唑啉类荧光离子探针及其应用

说明书

技术领域

本发明属于荧光离子探针技术领域，具体涉及一类吩噻嗪基喹唑啉类荧光离子探针及其在金属离子检测方面的应用，其在荧光离子开关和逻辑门方面的研究也有着重要的作用。

背景技术

金属离子参与生命活动的诸多过程，能与许多生物分子络合参与生命的代谢过程，对于维持正常的生命活动起着非常重要的作用。例如Cu²⁺，人体里缺了Cu²⁺造血机能就会受到影响，也会造成贫血现象。在人体中，有许多生物化学反应，都要靠酶的催化，人体内至少有11种氧化酶，都含有Cu²⁺。近几年科学家研究结果表明，人体里的铜元素，对人体骨架的形成，有十分重要的作用。铜元素在机体组织发生癌变过程中还起着抑制作用。营养生物学研究证实，人体内微量元素铜的含量为100--150mg。目前人们膳食中铜元素偏低，对身体健康很不利。但是人体对铜的需求量与中毒量十分接近，因此，切不可擅自滥服铜制剂，以预防过量中毒。主要是由重金属离子铜带来的危害。当人体内残存了大量的重金属之后，急易对身体内的脏器造成负担，特别是肝和胆，当这两种器官出现问题后，维持人体内的新陈代谢就会出现紊乱，肝硬化，肝腹水甚至更为严重。印制电路板工业的出产全进程都是离不开“铜”的，在一切的水溶液(或湿法)处置中或多或少都存在着Cu²⁺含量的。因而，在印制电路板出产中的“污染物”的处置，实践上是Cu²⁺含量的处置问题，真正要完全到达Cu²⁺含量≤1.0mg／L的排放要求是很难的。还有一些金属离子对于人体属于有害物质，如Hg²⁺是对人体和环境最具威胁和毒害作用的金属元素之一，这是由于其具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性；而且汞及汞盐在工业中使用很广，基于上述原因，环境中汞的检测引起人们的广泛关注，开发研制一种成本低、响应快、易实现、能应用于自然环境和生物体系的新型Cu²⁺和Hg²⁺检测手段显得尤为重要。迄今对于Cu²⁺和Hg²⁺的检测己经发展出多种方法，如原子吸收光谱、原子发射光谱等。然而这些方法有着很多缺点，如样品需要处理、检测不够快速、检测价格昂贵等。在许多重要的应用场合，人们迫切需要快速、准确、低成本并能选择性地分析检测汞的方法，而荧光离子探针技术能较好地满足以上要求。

荧光离子探针技术是近年发展起来的一种新型微量和痕量分析技术。它是把特定的化学物质的种类和浓度变成检测信号来表示。主要是利用光敏感材料与被测物质中的分子、离子或生物物质相互接触时直接或间接地引起光信号的变化，使得很少的化学物质加入体系后，会有放大了许多倍的信号被检出，借此可以获得某种化学物质的浓度。

对荧光离子探针的正确设计与合成，将对荧光离子探针的识别能力和灵敏度起到重要的作用。在荧光离子探针中，在信息输出上采用的发光形式可包括荧光强度的增强或减弱以及荧光峰值波长的位移等。从目前的情况看，作为荧光离子探针的化学物种数量非常有限。这大大妨碍了探针灵敏度的提高，急待发展新的品种。

发明内容

技术问题： 本发明的目的是开发出一种吩噻嗪基喹唑啉类荧光离子探针及其应用主要应在用于Cu²⁺和Hg²⁺分段检测的荧光离子探针，具有高灵敏度、高选择性、重复使用、裸眼识别的Cu²⁺和Hg²⁺荧光离子探针的效果；提供上述荧光离子探针在荧光离子开关和逻辑门方面的研究也有着重要的作用。

技术方案：本发明的吩噻嗪基喹唑啉类荧光离子探针是基于一类用于Cu²⁺和Hg²⁺检测的荧光离子探针，该荧光离子探针的结构通式如式(Ⅰ)表示：

在式(Ⅰ)中所述的R₁可以是氢原子，含1～10个碳原子的烃基、醚、氨基、脂肪类酰胺、酰亚胺或酯基，芳基或杂化芳基。所述的芳基是苯、联苯、萘、苊、蒽、菲、芘、苝、芴或螺芴中的一种；杂环芳基是吡咯、呋喃、噻吩、咔唑、硅芴、磷芴、吖啶或吖啶酮中的一种。

该类荧光离子探针用于Cu²⁺和Hg²⁺的分段检测，而且对多种金属离子有较强的选择性和抗干扰能力，并能实现裸眼识别。

所述的吩噻嗪基喹唑啉类荧光离子探针还可在荧光离子开光和逻辑门方面应用。