[发明专利]一种锌离子传感器分子及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于阳离子检测领域，涉及一种锌离子传感器分子的制备；本发明同时还涉及该传感器分子高选择性荧光识别锌离子的应用。

背景技术

锌离子在催化和结构中有着非常重要的角色，能够包含生物酶并且结合DNA蛋白质。但体内的锌离子含量水平失衡可能会导致一些严重的神经系统疾病，如阿尔茨海默氏症、脑缺血和癫痫、发育缺陷或残疾。因此，人们越来越多的关注并致力于开发研究高效、高选择性检测Zn²⁺的方法，如电感耦合等离子体原子发射光谱法、原子吸收光谱、电化学方法等。然而，这些方法大多需要复杂的电器仪表，繁琐的样品制备过程。相比之下，荧光技术提供了一个方便、快捷的检测方式。

化学传感器探针的开发和研究，在化工、环境、生物等领域的应用已经受到了广泛的关注。目前，单一化学传感器由于它快速检测时间和低成本的优势已经成为非常受欢迎的检测分析手段。但是目前尚未有关于锌离子检测的化学传感器的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种锌离子传感器分子；

本发明的另一目的是提供一种一种锌离子传感器分子的制备方法；

本发明更重要的一个目的是提供该传感器分子在水溶液中检测锌离子的方法。

一、锌离子传感器分子

本发明锌离子传感器分子，化学名称为：2,4-二((E)-(2 -(吡啶-2-肼基)亚胺基)苯酚，记为Y；其结构式如下：

  。

锌离子传感器分子的合成：是以无水乙醇作溶剂，冰醋酸作催化剂，使羟基间苯二甲醛与2-肼基吡啶以1:1~1:2的摩尔比，于80~85℃回流反应4~6h；冷却析出棕色沉淀，过滤，洗涤，重结晶，得到暗黄色产物Y。反应式如下：

其中，催化剂冰醋酸的用量为羟基间苯二甲醛摩尔量的1.5~2.0%。

传感器分子中包含有腙和亚胺官能团，基于其对金属阳离子的强络合作用，阻碍激发态分子内质子转移（ESIPT）和-HC=N-异构化过程，导致荧光打开以识别检测Zn²⁺。

二、传感器分子Y的识别性能

1、传感器分子Y对Zn²⁺的荧光识别

分别移取0.5mL的传感器分子Y（c = 2.0×10^-5mol/L）于一系列10 mL 比色管中，分别加入0.5mL，20倍当量的Fe³⁺，Hg²⁺，Ca²⁺，Cu²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Zn²⁺，Cr³⁺和Mg²⁺等阳离子的溶液，用DMSO/H₂O（H₂O为HEPES的缓冲溶液）稀释至5mL，形成传感器分子的DMSO/H₂O(v/v=9:1) 的HEPES缓冲体系。观察传感器分子对各种阳离子的响应。结果发现，只有Zn²⁺的加入使得缓冲体系在紫外灯下发出显著的黄绿色荧光，在相应的荧光光谱中，只有Zn²⁺的加入使得传感器分子的缓冲体系在524nm处出现最大荧光发射峰（λex=355nm）（见图1）。而其余阳离子的加入不能使传感器分子的DMSO/H₂O缓冲溶液体系在紫外灯下产生荧光，也不能使传感器分子在DMSO/H₂O缓冲体系的荧光光谱发生变化。因此，传感器分子可作为Zn²⁺的传感器分子用于Zn²⁺的荧光快速检测。

2、传感器分子Y对Zn²⁺识别的抗干扰实验