[发明专利]一种快速响应的甲醛荧光探针及其制备方法和应用

说明书

一种快速响应的甲醛荧光探针及其制备方法和应用，其属于甲醛快速检测的技术领域。该探针采用香豆素母体，肼基为反应基团与甲醛反应，通过探针的荧光变化实现甲醛的快速检测。甲醛的响应时间低至220 s，在503 nm处荧光强度显著增强。该探针实现了水溶液中甲醛的快速和无损检测，甲醛的检测下限为5×10^‑6 mol/L。该探针能抗半胱氨酸、谷胱甘肽、L‑精氨酸、柠檬酸钠、高半胱氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸、抗坏血酸钠、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、K⁺、过氧化氢的干扰，选择特异性好；该探针应用于食品和纺织品中甲醛含量的快速检测中，各项指标优异，完全达到快速检测要求。探针也可通过共聚焦荧光显微镜检测活细胞中的甲醛，并进行荧光成像。

技术领域

本发明涉及一种快速响应的甲醛荧光探针及其制备方法和应用，属于甲醛探针的制备技术领域。

背景技术

甲醛是一种致癌物容易产生诱变的污染物。环境中甲醛的主要污染来源是有机合成、化工、合成纤维、染料、木材加工及制漆等行业排放的废水、废气等。而食品中甲醛主要是作为防腐剂非法添加造成的。甲醛是原浆毒物质，能与蛋白质结合，高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死。高浓度甲醛还是一种基因毒性物质。实验动物在实验室高浓度吸入的情况下，可引起鼻咽肿瘤。长时间接触甲醛可使细胞中的蛋白质凝固变性，抑制一切细胞机能，会阻止人体内的细胞核蛋白的合成，破坏DNA链，抑制细胞分裂及抑制细胞核和细胞浆的合成，而蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此发明一种能快速、方便检测生理环境中的甲醛的方法具有重要的现实意义。

目前甲醛的测定方法有乙酰丙酮比色法、酚试剂比色法、有压电传感器、电化学传感器、石英晶体微天平、气相色谱法、液相色谱法、生物传感器，但是这些方法都具有繁琐的前处理、严苛的实验条件、大型测试仪器等限制，以及存在不能实时提供甲醛的测试信息、破坏检测样品等缺点。近年来，小分子有机荧光探针受到科学界广泛关注，它与特定目标分析物发生作用后，荧光信号会发生变化，以达到检测目的。利用荧光探针的荧光分析法具有特异选择性、高灵敏度、响应时间快等优点，可以对细胞内目标分子进行非侵入性成像检测，从而实现实时观察信息的需求。但是目前报道的甲醛探针多数存在着反应时间过长、灵敏性差等问题，例如，论文Angew. Chem. 2016, 128, 3417–3420，Tang等人报道的以萘酰亚胺为荧光母体和肼为识别基团的甲醛荧光探针响应时间为30 min；论文AnalyticaChimica Acta 1033 (2018) 180e184，D. Zhang 等人报道的一例荧光探针对甲醛的响应时间为120 min；论文J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10890−10893，Aaron Roth报道的一例荧光探针对甲醛的响应时间为180 min；论文J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10886−10889，Thomas F等人报道的一例荧光探针对甲醛的响应时间为120 min；专利文献CN108219776 A、CN 108440411 A、CN 108148014 A、CN105924394 A、CN 106008342 A报道的甲醛荧光探针的响应时间也都超过30 min。由于甲醛分子间易发生聚合反应，而荧光探针对产生的多聚甲醛没有响应活性，荧光探针对甲醛响应时间过长，使得检测甲醛含量偏小，误差增大。食品具有储存时间短、易变质的特点，生产、加工、运输和销售要求在短时间内完成，需要响应快速的检测方法去监控。因此，发明快速响应、灵敏度高的甲醛荧光探针显得尤为重要。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种能快速检测甲醛的增强型荧光探针，简称探针Coun-FA；并进一步提供了探针Coun-FA的制备方法和应用；以快速、灵敏的检测甲醛含量。

本发明采用以下技术方案：