[发明专利]一种用于金属离子检测的荧光探针分子及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于检测Fe³⁺的荧光分子探针及其制备方法，所述荧光探针分子的化学式为C₆H₄N₅ZnClO。所述荧光探针分子C₆H₄N₅ZnClO为一维链，在296K温度下属于三斜晶系，是P1空间群，锌原子均处于六配位的六面体构型的中心。本发明的荧光探针分子所采用的材料制备工艺简单、易操作、原料来源充足、生产成本低、产率高以及重复性好。这种三价铁离子的荧光探针可用于生物组织的离子检测和重金属离子检测,快速准确、方便、专一性好,前景广阔。

技术领域

本发明属于金属离子检测的荧光探针技术领域，主要涉及一种用于Fe³⁺检测的荧光离子探针分子及其制备方法与应用。

背景技术

典型的荧光探针由识别基团(受体)，荧光团和连接两者的连接基团所组成。受体和底物结合后，导致受体分子光物理性质的变化，具体表现为荧光团部分发生突光猝灭或增强。金属离子荧光探针提供了一种具有广泛应用价值的检测手段，其设计、合成、应用及识别过程中所涉及的光物理和光化学问题受到不同领域研究者的广泛关注。

荧光离子探针具有其他分析方法例如原子吸收光谱、离子选择性电极分析等传统方法无法比拟的优点，及通过荧光强弱直观体现离子的存在和浓度范围，且具有高的灵敏度和选择性。一般荧光离子探针的识别机理包括光诱导电子转移(PET)、分子内电荷转移(ICT)、形成激缔复合物和荧光共振能量转移(FRET)等几大类。

吡啶四氮唑类化合物具有荧光量子产率高、荧光发射波长适中，具有光稳定性好的优点，是荧光分子探针设计中好的荧光团。吡啶四氮唑的配位作用点对三价铁离子有选择性，只是在灵敏度上有差异，因此在浓度响应方面具有特别的优势。

在我们的生活中，铁发挥着重要的作用。无论是环境生物还是化学体系，都有着它们的身影。过量的铁是有毒的，可引起呕吐，腹泻和肠损害。当一个人给以铁治疗过量或时间太长，或反复接受输血，或有慢性酒精中毒，铁即可在体内蓄积。铁过负疾病(血色素沉着症)是一种可能致命但能治疗的遗传性疾病，该病吸收铁太多。高浓度的铁短时间造成肠胃的不适，长期以往会造成肝肾损坏。因此对日常用水中的三价铁离子的含量的监控显得特别重要。Fe³⁺的检测对生命科学，环境化学都有着重要的作用。

发明内容

发明目的：旨在于提供一种用于Fe³⁺检测的荧光离子探针分子及其制备方法与应用。为了克服现有技术中存在的不足，本发明所设计的荧光探针分子以吡啶四氮唑为配体，通过荧光变化对Fe³⁺实现了专一的识别和浓度的响应。

为了实现本发明的目的，本发明公开提供了一种可以作为新型三价铁离子(Fe³⁺)荧光探针分子，采用吡啶四氮唑为配体与ZnCl₂作用，形成探针分子。其化学式为C₆H₄N₅ZnClO，所述荧光探针分子C₆H₄N₅ZnClO为一维链，所述荧光探针分子的晶体属于三斜晶系，空间点群为P1，所述结构中Zn原子均处于六配位的六面体构型的中心。所述荧光探针分子的激发波长为293nm，发射波长为317nm。

本发明进一步提出了上述荧光探针分子的制备方法，包括如下步骤：室温下，将4-氰基吡啶、NaN₃与ZnCl₂按照摩尔比为1～2:2～3:1～2在溶剂中混合均匀，放入反应釜中高温加热反应若干天，冷却后结晶得到所述荧光探针分子。

优选地，溶剂选用的是去离子水，溶剂的用量为每mmol NaN₃与加入0.8～1.2ml去离子水。

所述高温加热的条件为130～140℃恒温加热若干天。