[发明专利]一种响应二氧化硫/亚硫酸（氢）盐的比率荧光探针

说明书

本发明提供了一种快速检测二氧化硫/亚硫酸（氢）盐的比率型荧光探针，化学名称为2‑（6‑（2‑苯并噻唑基）‑9‑乙基‑咔唑‑3‑基）‑7‑（二乙氨基）苯并吡喃盐。该探针可用于荧光检测溶液中二氧化硫/亚硫酸（氢）盐，其激发波长为370 nm，检测波长为425 nm和635 nm。该检测二氧化硫的比率型荧光探针，识别速度快，抗多种离子、氨基酸、活性氧的干扰，特异性好。

技术领域

本发明涉及一种快速检测二氧化硫的荧光探针，属于有机小分子荧光探针领域。

背景技术

二氧化硫是大气中主要污染物之一，是衡量大气是否遭到污染的重要标志。二氧化硫一般通过呼吸道进入人体，由于其易溶于水，很多被阻塞在上呼吸道，进而形成其衍生物如亚硫酸、硫酸盐等，更加刺激了呼吸道，从而引发一系列的呼吸道疾病，但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。进入血液的二氧化硫能破坏酶的活力，从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢，而且对肝脏有一定的损害。动物试验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。研究发现，暴露于高剂量的硫酸氢盐中，不仅是导致呼吸疾病，也与肺癌，心血管疾病的原凶，同时与许多神经系统疾病，如中风、偏头痛、阿尔兹海默症也有不可分的关系。亚硫酸氢盐和亚硫酸盐可作为食品添加剂，但是过量摄入将导致不良反应如低血压、腹泻、荨麻疹等。综上所述，实现二氧化硫及其衍生物的检测对环境保护和食品安全具有重要的意义。

近些年来，荧光传感技术已经越来越广泛地应用于阴离子、重金属、生物小分子以及一些有害气体的检测。与传统的分析检测方法相比，如分光光度法、色谱分析法和电化学分析法等，荧光光谱技术具有其独特的优点，如灵敏度高，选择性好，响应速度快，操作简便，最重要的一点是，荧光光谱技术可用于生物体内细胞成像及目标物的实时检测。目前已经开发的荧光探针主要包括有机分子，生物分子以及纳米材料等。由于环境及食品的成分复杂，且其中二氧化硫及其衍生物的含量低，因而急需开发一种灵敏度高、选择性好且成本低的方法，用于快速测定二氧化硫含量。目前，针对检测二氧化硫的分子荧光探针已有文献报道，但这些常见的荧光探针多有背景干扰、响应时间较长、散射干扰等缺陷，这样很容易受环境及浓度的影响，导致测量数据误差大。

发明内容

针对现有检测二氧化硫的分子荧光探针响应时间较长、易受环境及浓度的影响等问题，本发明提供一种快速检测二氧化硫的比率型荧光探针；本发明还提供了上述荧光探针的制备方法和在检测溶液中二氧化硫/亚硫酸（氢）盐中的用途。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种快速检测二氧化硫/亚硫酸（氢）盐的比率型荧光探针，化学名称为2-（6-（2-苯并噻唑基）-9-乙基-咔唑-3-基）-7-（二乙氨基）苯并吡喃盐，简称为TCaP，其结构式为如式（I）所示：

式(I)。

所述荧光探针的阴离子基团优选为高氯酸离子。

一种上述荧光探针的合成方法，包括以下步骤：

（1）咔唑、氢化纳和溴乙烷在DMF中反应，分离得化合物9-乙基-9H-咔唑（1）：

；

（2）9-乙基-9H-咔唑（1）、POCl₃和DMF在N₂保护下于CHCl₃中反应。分离、提纯得3-甲酰基-9-乙基-9H-咔唑（2）：

；

（3）2-邻氨基苯硫酚和3-甲酰基-9-乙基-9H-咔唑（2）在偏亚硫酸钠存在下在DMF中反应，经分离、重结晶得化合物（3）：

；

（4）化合物3与乙酸酐在三氯化铝存在下于DMF中反应，分离、纯化得3-乙酰基-9-乙基-9H-咔唑噻唑（4）：