[发明专利]一种含给电子基团半菁蓝素温敏分子光学探针的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及光学传感检测技术中的温敏分子光学探针的制备，尤其是一种基于给电子取代基半菁蓝素的温敏分子光学探针的制备方法。

【背景技术】

温度是描述物质基本性质的一个重要参数，在环境、气象、科学研究和许多工业生产中都需要对作用对象的温度进行精确测量。在工业生产中，真时间温度测定对优化生产工艺、提高产品合格率和能耗具有重大意义。常见的温度测定方法主要是采用直接接触法进行测定，其中包括使用水银温度计、热电偶、电热调节器、热敏电阻温度检测器等。除水银温度计等液体刻度温度计之外，许多温度测定仪器都需要电路连接，从而大大限制了它们在高速移动物体和生物医学诊断等领域的应用。为获得一些特殊领域中对于真时间温度的精确测定技术，目前正在开发雷利散射、红外反射和磁共振成像等非直接测量方法。利用紫外吸收和荧光光谱变化对温度进行测量的分子温度度量法，是一种处于快速发展中的具有时空分辨率的新型非接触式温度测定方法，该方法通过检测对温度敏感的分子探针的紫外吸收和荧光光谱变化来实现对温度的精确度量，该技术在流体工业生产线、生物医学诊断等领域中可实现对温度参数的精确测定。因此，发展新型光学分子探针以满足流体工业生产线、生物医学诊断领域中对温度参数精确测定的需要是非常必要的。

目前报道的温敏分子光学探针主要的工作原理包括：利用温度变化引起探针分子内电子的系间串跃、扭曲分子内的电荷转移、金属配合物的电子转移、光离解、激发子和激基缔合物、自旋转向等电子、分子间作用机制。本发明将利用供电子官能团对光学探针内的电子能级调控以及它们对分子热可逆化学加成的平衡调控来发展一类新型的温敏分子光学探针。这类探针将在流体工业生产线、生物医学诊断等领域具有广泛的应用前景。

【发明内容】

本发明的目的在于针对上述光学检测技术的技术现状和问题，提供一种含供电子官能团半菁蓝素温敏分子光学探针的制备方法，该温敏分子探针通过温度控制水分子可逆加成，以及给电子基团对分子热可逆化学加成的平衡调控而使分子结构中的共轭体系发生变化所引起的紫外吸收和荧光发射光谱信号变化来实现对温度的快速测定。

本发明的技术方案：

一种含给电子基团半菁蓝素温敏分子光学探针的制备方法，步骤如下：

1）将吲哚啉衍生物的碘盐和芳香醛在无水乙醇中加热回流，加热温度为油浴温度100℃，加热回流10-15小时，冷却后得到半菁蓝素产物溶液；

2）在上述产物溶液中加入四氟硼酸钾（KBF₄），四氟硼酸钾的加入量为产物溶液中半菁蓝素质量的3倍，继续加热回流，加热温度为油浴温度100℃，加热回流1-3小时，然后蒸出无水乙醇，得到固体残余物；

3）将上述固体残余物用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶解，过滤除去固体无机盐，将液相减压蒸出溶剂DMF，将残余物用无水乙醇重结晶即得到目标产品。

所述吲哚啉衍生物的碘盐为N-甲基-2,3,3’-三甲基吲哚鎓碘化物、N-甲基-2,3,3’-三甲基-5-硝基吲哚鎓碘化物、N-甲基-2,3,3’-三甲基-5-N,N’-二甲基吲哚鎓碘化物或N-甲基-2,3,3’-三甲基-5-磺酸基吲哚鎓碘化物；所述芳香醛为2-甲氧基苯甲醛、3-甲氧基苯甲醛或4-甲氧基苯甲醛；吲哚啉衍生物的碘盐与芳香醛的摩尔比为1:1；吲哚啉衍生物的碘盐和芳香醛的总重量与溶剂无水乙醇的重量比为1:10-15。

所述固体残余物与N,N-二甲基甲酰胺（DMF）的重量比为1：5-10。

所述重结晶时无水乙醇与固体残余物的重量比为8-15：1。

一种所制备的含给电子基团半菁蓝素温敏分子光学探针的应用，用于检测温度变化，具体方法是：将制备的半菁蓝素温敏分子光学探针材料配制成浓度为1×10^-2-5×10^-3摩尔/升的探针溶液，将探针溶液稀释到水中配成3×10^-5-1×10^-5摩尔/升的水溶液分别用于测定探针材料随温度变化的紫外吸收光谱和荧光发射光谱，并通过特定波长下的紫外吸收强度和荧光发射强度对温度作图，建立起紫外吸收强度和荧光发射强度与温度变化的曲线或直线函数关系。

本发明的技术原理：