[发明专利]近红外发光钌配合物pH传感器

说明书

技术领域

本发明涉及pH传感领域，具体涉及一个双核钌配合物的制备方法及其在检测水样pH中的应用。

背景技术

检测pH的传统方法有pH计、pH指示剂和pH试纸等，较为精确的测定pH所用的酸度计都要用到玻璃电极，但是玻璃电极由于存在电化学干扰，而且还可能造成机械损伤，因此不适应于活体pH的检测。人体细胞以及细胞器中的许多生命过程都跟酸碱度密切相关，比如说，正常生理条件下，人体中细胞外液的pH在7.40([H⁺]＝40nmol/L)左右，其pH变化范围一般在0.1-0.2个pH单位。酸性过强或者碱性过强都会导致一些病变，严重时可能有生命危险。再比如有些酶只在某个特定的pH下才有催化活性，所以如何实时精确的检测生物体系的pH，仍然是当今科学研究的热点之一。近年来，为了检测生物体系中的pH，具有高灵敏度的可用于细胞内成像的pH磷光探针逐渐被开发和应用。与有机小分子相比较，基于钌配合物的pH传感器具有较长的寿命，较大的斯托克位移，并且钌配合物有一定的水溶性，这对检测活体细胞体系的pH非常重要。由于咪唑、羟基、羧基、吡啶等基团对外界的酸碱性非常敏感，所以将这些基团引入到钌配合物中，通过改变溶液的pH，使这些基团发生质子化或者去质子化，从而使配合物的光化学性质发生改变，因此起到pH传感的作用。

最常用的调控pH的结构单元是咪唑环，所以基于咪唑环作为调控基团的钌配合物pH传感器研究的也很多，咪唑环上的氮原子在不同的pH下可以发生质子化/去质子化反应，而质子的得失可以改变配体的能级，进而调控配合物金属到配体的电荷转移(MLCT)激发态，影响其化学性质。(M.Haga，M.M.Ali，S.Koseki，K.Fujimoto，A.Yoshimura，K.Nozaki，T.Ohno，K.Nakajima，D.J.Stufkens，Photo-induced tuning of electrochemical and photophysical properties in mononuclear and dinuclear ruthenium complexes containing2，2’-bis(benzimidazol-2-yl)-4，4’-bipyridine：synthesis，molecular structure，and mixed-valence state and excited-state properties，Inorg.Chem.，1996，35，3335-3347；M.Haga，T.Ano，K.Kano，S.Yamabe，Proton-induced switching of metal-metal interactions in dinuclear ruthenium and osmium complexes bridged by 2，2’-bis(2-pyridyl)bibenzimidazole.Inorg.Chem.，1991，30，3843-3849；H.Chao，B.H.Ye，Q.L.Zhang，L.N.Ji，A luminescent pH sensor based on a diruthenium(II)complex：“off-on-off”switching via the protonation/deprotonation of an imidazole-containing ligand，Inorg.Chem.Commun.，1999，2，338-340；F.X.Cheng，N.Tang.pH-induced molecular switch of a novel trinuclear Ru(II)polypyridyl complex，Inorg.Chem.Commun.，2008，11，506-508.)。但这些报道过的钌配合物pH传感器多为可见区发光，很少有涉及近红外发光。

含咪唑环配体的钌金属配合物，基态和激发态性质会随着咪唑基团的质子化或去质子化而改变，因此对于外部pH的变化会表现出明显的光谱响应，并且化合物的生物活性在很大程度上依赖于其酸碱性质。另一方面近红外发光的钌配合物pH传感器少有报道，因此，设计合成具有近红外发光pH传感器作用的钌配合物具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是公开一个含多个咪唑环的双核钌的制备方法。

本发明的目的是公开该化合物具有近红外发光性质。

本发明的另一个目的是公开该配合物在不同pH下的紫外可见吸收光谱和发射光谱，绘制不同pH时的发光量子效率工作曲线。