[发明专利]一种检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用，该荧光探针是以氟化硼二吡咯(BODIPY)为荧光信号基团，苯乙腈基团中活化的CH基团为识别位点的氰根离子荧光探针，该探针是由3,5‑二溴8‑苯基氟化硼二吡咯与苯乙腈通过亲核取代反应所得。通过紫外吸收和荧光发射光谱法研究发现该探针可以单一性识别氰根离子，同时在70％水溶液中最低检测限可达148nM，并且这一识别过程不受其它阴离子的干扰。与现有技术相比，本发明的荧光探针合成方法简单、原料易得、成本较低，对氰根离子的选择性好、灵敏度高、具有可逆性以及能在水溶液中检测，因此在对氰根离子的检测中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及荧光探针领域，尤其是涉及一种检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

阴离子广泛存在于自然界和生物体中，在环境科学、临床医学、化学、生物学等领域具有重要的作用。在众多阴离子当中，氰根离子对人体具有极高的毒性，其中毒机理为氰根离子可通过与细胞色素氧化酶的三价铁离子络合，导致三价铁丧失传递电子能力，使呼吸链中断，最终导致人体缺氧而死亡。此外氰根离子在合成纤维，皮革制品，冶金工业和电镀技术中也起着非常重要的作用，但是氰化物在工业生产中的大量使用必然会造成生物体的危害以及环境的污染。因此，发展选择性好，灵敏度高，成本低廉的检测氰根离子的方法具有重大意义。

近年来，阴离子荧光探针由于其方法的选择识别性好、检测灵敏度高、抗干扰能力强和操作简单得到非常广泛的应用。荧光探针检测阴离子的主要原理是借助于荧光光谱仪器，通过观察阴离子与荧光探针分子之间发生的特异性反应，从而导致荧光分子结构上发生变化，最终通过这种荧光信号的改变来实现对阴离子的定量及定性分析。目前人们已经设计、合成了很多具有潜在应用价值的阴离子荧光探针，但是大部分的探针合成复杂，成本高，不可重复识别，并且很难实现在水溶液中识别阴离子。因此，开发出一类灵敏度高、可循环识别阴离子，并可在水溶液中检测氰根离子的荧光探针具有重要意义。

氟硼二吡咯衍生物是一种优秀的荧光团，由于其具有在可见光到近红外光谱区域的高强度吸收，高荧光量子产率，相当长的激发单重态寿命以及良好的化学稳定性等优点。因此，可应用其作为一种潜在的荧光团来设计阴离子荧光探针，同时氟硼二吡咯染料也被广泛应用于生物探针、荧光开关和光捕获阵列等研究领域，成为当前化学研究者的重大研究目标。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种检测氰根离子的荧光探针及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种检测氰根离子的荧光探针，其化学名称为3-溴-5-苯基乙腈-4,4-二氟-8-苯基-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-引达省(BODIPY1)，其结构式如下：

一种检测氰根离子的荧光探针的制备方法，以吡咯和苯甲醛为原料，通过缩合、溴化、氧化、氟硼化，再与苯乙腈通过亲核取代反应所得，反应流程如下：

具体制备工艺步骤为：

(1)的合成：

在氮气氛围中，将苯甲醛、吡咯和无水CH₂Cl₂混合，然后加入三氟乙酸，室温下搅拌反应，反应结束后洗涤、干燥、收集滤液、浓缩、纯化后，得到黄色固体

(2)溴化产物中间体的合成：

将步骤(1)制备得到的溶于无水四氢呋喃，并用氮气置换，降温冷却，随后将N-溴代琥珀酰亚胺分两批加入，搅拌后，再将2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌溶于四氢呋喃后，加入上述反应体系；待反应完全后，恢复至室温，减压蒸馏，经柱层析后收集得到溴化产物中间体；

(3)3,5-二溴-4,4-二氟-8-苯基-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-引达省的合成：