[发明专利]一种用于亚硫酸氢根检测的比率型荧光探针及其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于亚硫酸氢根检测的比率型荧光探针的制备方法及应用，其分子式为C₂₉H₂₉N₆O₄⁺，简称为：CBP‑N，通过荧光光谱仪研究了探针CBP‑N在CH₃CN‑PBS溶液中与金属离子、常见氨基酸、活性氧、活性硫等小分子物质的识别特性。结果表明：探针CBP‑N对亚硫酸氢根具有高效专一的选择性，具有较强的抗干扰能力，其最低检出限为18 nM。探针CBP‑N与亚硫酸氢根响应后，荧光发射光谱中，在549 nm处荧光强度明显增强，631 nm处荧光强度显著降低，可以实现对亚硫酸氢根的比率型检测，该特性可以克服环境中常见因素的干扰，具有较好的实际应用价值。

技术领域

本发明属于有机小分子荧光探针领域，特别是指一种用于亚硫酸氢根检测的比率型荧光探针及其制备方法及应用。

背景技术

二氧化硫是常见的大气污染物，在中性水溶液中，容易水解成亚硫酸氢根与亚硫酸根。在日常生产生活中，二氧化硫及衍生物被广泛应用于酶抑制剂、抗菌剂、防腐剂等。在食品产业中，亚硫酸盐被广泛用作食品和饮料的防腐剂，以防止食物氧化和细菌生长，抑制酶和非酶褐变在生产和储存过程中的发生。然而高剂量的亚硫酸盐可能引起不良反应和急性症状，世界卫生组织规定食品中亚硫酸盐的阈值水平应受到严格控制。因此，发展一种快速有效检测亚硫酸氢根及衍生物的检测技术具有重要的意义。

近年来，有机小分子荧光探针应用于特定目标分析物的检测受到广泛关注。荧光探针与特定目标分析物发生发生变化后，荧光信号有明显的变化，从而达到对目标分析物的识别检测。利用荧光探针的荧光分析法具有高特异选择性、高灵敏性、响应时间快、检出限低等优点，目前被广泛应用于环境科学和生物医学领域。专利108129428中公开了一种检测亚硫酸氢根的比率荧光探针及其应用，该探针是由丹磺酰荧光团作为供体，(E)-2-(3-氰基-4-(4-(二甲氨基)苯乙烯)-5,5-二甲基呋喃-2(5H)-亚基)丙二腈荧光团作为受体，通过哌嗪联接构筑成基于荧光共振能量转移机理的检测亚硫酸氢根的比率荧光探针，该探针主要应用于在细胞内脂滴定位成像，且灵敏度低；专利CN201310213806.4中公开了一种用苯并吲哚啉和芳香醛缩合得到的产物作为探针分子的亚硫酸氢根离子荧光探针及制备方法的技术方案，但该探针仅显示在水溶液中亚硫酸氢根子存在的专一性指示剂；使用局限且灵敏度不高；因此，开发出高效灵敏的用于亚硫酸氢根检测的荧光探针是十分有意义的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于亚硫酸氢根检测的比率型荧光探针及其制备方法及应用，荧光探针CBP-N对亚硫酸氢根具有高效专一的选择性，具有较强的抗干扰能力，其最低检出限为18 nM。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于亚硫酸氢根检测的比率型荧光探针，所述荧光探针结构式如下所示：

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所述的用于亚硫酸氢根检测的比率型荧光探针的合成路线如下：

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比率型荧光探针的制备方法步骤如下：

（1）将中间体CBP和三乙胺溶于乙腈中混合搅拌后，加入4-氯-7-硝基苯呋咱（NBD-Cl），室温搅拌反应6-18小时；

（2）将步骤（1）得到的反应液旋干除去乙腈，用二氯甲烷重新溶解后再用饱和氯化钠溶液洗涤、分离有机相，有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩，最后柱层析分离得深蓝色固体即用于亚硫酸氢根检测的比率型荧光探针。

所述步骤（1）中，中间体CBP的制备路线和方法如下：