[发明专利]一种turn-on型汞离子荧光探针的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种turn‑on型汞离子荧光探针的制备方法及应用。所述的汞离子荧光探针，分子式为C₂₁H₁₈INO₂S，其制备方法为：(1)通过4‑羟基苯甲醛和4‑甲基吡啶反应得到4‑(4‑羟基苯乙烯基)吡啶，即化合物3；(2)将化合物3和2‑(2‑二硫吡啶)苯甲酸反应得到4‑[4‑(2‑二硫吡啶)苯甲酸酯]苯乙烯基吡啶,即化合物2；(3)化合物2通过CH₃I进行离子化，得到4‑[4‑(2‑巯基)苯甲酸酯]苯乙烯基‑1‑甲基吡啶碘盐，即探针分子1。在纯PBS缓冲溶液中将探针分子与汞离子进行反应，利用荧光强度的变化可检测汞离子的浓度。本发明探针制备简单，对汞离子响应快、选择性好、灵敏度高。

技术领域

本发明涉及一种turn-on型汞离子荧光探针的制备方法及应用，属于金属离子检测的荧光探针技术领域。

背景技术

汞离子是目前全球最引人关注的环境污染物之一，汞离子被细菌吸收代谢后,会从无机汞转化为毒性更大的有机甲基汞。有机汞具有亲脂性、易吸收和难排泄等性能，它易穿过血脑屏障，在大脑中累积，导致大脑和其它器官严重的不可逆神经损伤，引发如前脑损伤、严重的认知或运动功能紊乱等疾病。因此，发展高效、准确、快速检测汞离子的方法是非常重要的。

分子荧光探针是目前检测汞离子的重要方法之一，已报道的汞离子分子荧光探针大多数存在着水溶性差、抗干扰能力弱、响应时间长、灵敏度差等问题。

发明内容

本发明旨在提供一种能在纯PBS缓冲溶液中检测汞离子并具有高选择性、高灵敏度和响应快的“turn-on”型汞离子荧光探针。

本发明是基于汞离子独特的化学反应设计荧光探针分子的结构，合成了探针分子，4-[4-(2-巯基)苯甲酸酯]苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐，它利用巯基和汞离子的相互作用触发反应，再借助吡啶碘盐强的拉电子效应加速酯键的断裂，释放出荧光团点亮荧光，实现对汞离子的检测。本发明制备的荧光探针水溶性好，对汞离子响应快、选择性好、灵敏度高，能用于实际水样中汞离子的检测。

本发明提供了一种turn-on型汞离子荧光探针，它的化学名称为：4-[4-(2-巯基)苯甲酸酯]苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐，分子式为C₂₁H₁₈INO₂S，结构式如下：

本发明提供了上述turn-on型汞离子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

(1)将4-羟基苯甲醛和4-甲基吡啶在乙酸酐中回流10～12小时，反应完后倒入冰水中搅拌0.8～1.2小时，产生沉淀，将沉淀水洗并用乙醇重结晶，在醇钾(氢氧化钾/乙醇)溶液中回流1.4～1.6小时，加醋酸至沉淀产生，水洗干燥，得到化合物4-(4-羟基苯乙烯基)吡啶；反应过程如下：

(2)4-(4-羟基苯乙烯基)吡啶和2-(2-二硫吡啶)苯甲酸溶于二氯甲烷和二甲基亚砜的混合溶液中，加入1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和4－N,N-二甲氨基吡啶(DMAP)，在室温下进行酯化反应6～8小时，得到4-[4-(2-二硫吡啶)苯甲酸酯]苯乙烯基吡啶,即化合物2；反应过程如下：

(3)将化合物2和碘甲烷在乙腈和二氯甲烷的混合溶剂中回流8～10小时，溶液中有沉淀产生，过滤，用二氯甲烷洗涤，得到4-[4-(2-巯基)苯甲酸酯]苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐，即探针化合物1。

步骤(1)中4-羟基苯甲醛和4-甲基吡啶的摩尔比为1：1.20～1.30；醇钾溶液是是指氢氧化钾的乙醇溶液，其中氢氧化钾的浓度为0.70～0.80M。