[发明专利]一种基于罗丹明B类识别Fe3+、Al3+和Cr3+离子多功能荧光探针及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于荧光分子探针领域，特别涉及一种基于罗丹明B类识别Fe³⁺、Al³⁺和Cr³⁺离子多功能荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

三价金属离子尤其是Fe³⁺、Cr³⁺和Al³⁺在生命活动中发挥着非常重要的作用。Fe³⁺是构成蛋白、细胞色素和多种酶的基本元素，参与细胞的新陈代谢。人体内Fe³⁺失衡会引起新陈代谢紊乱导致贫血、肝损伤、肾衰竭等疾病。Cr³⁺的缺少会引发糖尿病和动脉硬化等多种疾病，但是当Cr³⁺含量过高时会破坏细胞结构和组成，对人体造成伤害。Al³⁺不属于人体所必需的微量元素。平时过多摄入Al³⁺会引发老年痴呆，对人体的中枢神经系统、造血系统、免疫系统、肝、肾造成不良影响。因此，开发快速、廉价、方便的监测以上三种金属离子的方法势在必行。

荧光分子探针因具有选择性好、灵敏度高、简单快速并且不需要借助昂贵仪器的优点而被广泛应用与各种金属离子的检测。罗丹明类染料由于其摩尔吸光系数较大，荧光量子产率高、结构易于修饰、吸收波长范围广等优势，已经被广泛应用于分子探针设计。目前，罗丹明类荧光探针多用于检测一种金属离子如Zn²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺和Al³⁺，作用和功能单一；同时Fe³⁺和Cr³⁺具有顺磁性特点，使得很多荧光探针与Fe³⁺和Cr³⁺作用后，通常表现为荧光淬灭，严重影响了检测的灵敏度。Al³⁺具有逆磁性，与荧光探针结合后通常表现为荧光增强。而检测Fe³⁺、Cr³⁺和Al³⁺需要采用不同的荧光探针，增加了检测成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好灵敏度、强抗干扰能力、可同时识别三价金属离子Fe³⁺、Cr³⁺和Al³⁺的基于罗丹明B类识别Fe³⁺、Al³⁺和Cr³⁺离子多功能荧光探针及其制备方法和应用。

本发明的技术方案是：

一种基于罗丹明B类识别Fe³⁺、Al³⁺和Cr³⁺离子多功能荧光探针，其具体结构式如下：

其中R为或

该多功能荧光探针具体结构式如下：

该多功能荧光探针具体结构式如下：

一种基于罗丹明B类识别Fe³⁺、Al³⁺和Cr³⁺离子多功能荧光探针的制备方法，其反应式如下：

具体步骤是：

取化合物2吗啡啉、KI和二异丙基乙胺按照摩尔比28:0.35:0.18:2.9溶于乙腈中，在氮气保护下，搅拌回流反应10h；反应完成后，冷却至室温，减压蒸馏掉溶剂，采用硅胶柱层析分离，得到荧光探针L1。

回流反应温度为70℃。

一种基于罗丹明B类识别Fe³⁺、Al³⁺和Cr³⁺离子多功能荧光探针的制备方法，其反应式如下：

具体步骤是：

将化合物3化合物6五水硫酸铜和抗坏血酸钠按照摩尔比1:1.5：(0.1～2)：(0.1～2)，溶解在二氯甲烷和水的溶剂中，其中，二氯甲烷和水的体积比为1:1，在室温条件下反应12h，用二氯甲烷萃取，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋干溶剂，硅胶柱层析得到荧光探针L2。