[发明专利]检测金属离子Sn2+的探针分子设计、合成及应用

说明书

本发明以罗丹明为发光基团设计合成了可用于检测Sn²⁺的探针分子。在设定的检测条件下，探针对浓度在5μM‑40μM范围内的Sn²⁺有很好的线性关系，其线性回归系数达到0.998。Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ag⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Fe³⁺、Se²⁺等阳离子对探针检测Sn²⁺均无干扰。细胞实验结果表明，探针也同样适用于生物科学的研究及应用。

技术领域

本发明涉及可用于Sn²⁺检测的探针分子设计、合成与应用，属于化学与环境技术领域。

背景技术

锡是人体必需的微量元素，但摄入过量会对人体机能造成严重伤害。锡可以随着食物链或者环境暴露的方式进入人体，对人的健康造成直接或间接的伤害；而且环境水体中的锡还会与有机物结合，形成具有更强毒性的有机锡化合物，严重危害人体健康。据报道常见的有机锡为三羟基锡化物具有较高的毒性，可引起生物体内的神经系统异常，抑制脑细胞线粒体的氧化磷酸化，最终对神经中枢神经遭到严重损害。所以在废水排放时检测锡的浓度，严格控制锡的排放至关重要。

近年来，随着人们对环境污染和人体健康的关注越来越高，许多检测人员开始对水、大气、食品等中的锡浓度进行检测。传统的检测方法有离子色谱、电化学、电感耦合等离子体原子发射光谱、火焰原子吸收光谱等方法。但这些方法价格昂贵，无法实现现场分析，更加难以实现活体定位分析。基于此，我们以罗丹明为荧光物质设计合成了一种方便快速，高选择性与敏感性，可用于活体分析的二价锡离子荧光探针。

发明内容：

本发明的目的是研发可用于快速检测二价锡离子的荧光探针分子及分析方法。

本发明所设计的分子具有以下特征：结构通式中，X＝O，S，Se，N，CH₂，n＝1-5，主要用于检测饮用水中污染的金属离子Sn²⁺含量，同时也可用于活细胞中的Sn²⁺的检测。

其制备特征是：

其中，R₁＝

本发明揭示出所设计的化合物探针既可用于一般水环境中二价锡离子的快速检测，也可用于细胞中Sn²⁺的检测。探针适用的最佳测试范围为：pH在6-8之间；在有机溶剂甲醇和水一定比例混合溶剂中，荧光信号在30min即能达到荧光峰值，且持续时间长。Ca²⁺、Na⁺、 Mg²⁺、Ag⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Fe³⁺等阳离子对Sn²⁺检测均无干扰。所设计合成的Sn²⁺探针在肉眼可见颜色变化下的最低浓度值为5μM，在荧光分光光度计下最低检测浓度为3.15μM，且当Sn²⁺在5μM-40μM的浓度范围内具有很好的线性关系， y＝15.493x-15.624(R²＝0.998)。Job’s plot实验和EDTA竞争结合实验发现探针和Sn²⁺以1:1的方式结合，且这种结合是可逆的。

附图说明：

图1：探针的合成路线