[发明专利]一种基于丹磺酸结构的亚铁离子荧光探针分子、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种基于丹磺酸结构的亚铁离子荧光探针分子、制备方法及应用，其分子式为C₁₂H₁₄NO₄S，简称为：FeP1。该探针通过商品化试剂丹磺酰氯一步反应制得，合成产率高，制备成本低。通过荧光光谱仪研究了探针FeP1在Tris‑DMSO(4:1,pH=7.4,v/v)溶液中与金属离子、常见阴离子、活性硫、活性氧等小分子物质的识别特性。结果表明：探针FeP1对亚铁离子（Fe²⁺）具有高效专一的选择性，具有较强的抗干扰能力，识别速度快，酸碱度适用范围广，其最低检出限为18 nM，可以广泛应用于生物体系和环境样品中亚铁离子的检测。

技术领域

本发明涉及金属离子荧光探针检测领域，具体涉及一种基于丹磺酸结构的亚铁离子荧光探针分子、制备方法及应用。

背景技术

铁是生物体中不可或缺的一种金属元素，参与生物体的很多生理活动，例如细胞中氧气的传输、维持造血功能、很多辅酶的合成及DNA的合成等。铁是血红蛋白、肌红蛋白和细胞色素的重要组成部分，参与维持生命体的新陈代谢过程，直接参与生命体内氧气的运输和储存。铁在生物体内必须保持在一定的浓度，否则就会对生物体的健康产生十分不利的影响。

在生物体内发挥调节作用的主要是活性铁，活性铁被认为是保持细胞内铁代谢平衡的重要因素。在大多数情况下，活性铁主要是以二价铁离子（Fe²⁺）的形式存在的。因此，对于研究生物体内和铁元素有关的生理过程，以及由铁浓度变化引起的一些病症，可以通过研究活性Fe²⁺的浓度来进行判别。通过检验亚铁离子的含量，可以实时反映细胞内铁元素的含量，能够及时发现生物体的异常情况。

目前常见的亚铁离子检测方法主要有电感耦合等离子体发射光谱、原子吸收和分光光度法。但是这些方法所需仪器昂贵，操作复杂，测定样品时预处理繁琐，并且不能应用于生物体内的金属离子进行实时、原位的检测。因此，开发新的简便的Fe²⁺的检测方法具有重要的意义。

有机荧光探针作为一种新兴的荧光分析技术，相对于传统的仪器检测方法（例如质谱法、电化学法以及色谱法等）除了具有简单方便、成本廉价、仪器操作简单、选择性高、灵敏度高等优点。目前报道的大多数是有关检测Fe³⁺的淬灭型和增强型的荧光探针，而对Fe²⁺检测报道的荧光探针却很少，就目前铁离子探针的发展情况而言，用于Fe²⁺高效识别的荧光探针的开发是充满挑战和机遇的。

发明内容

本发明提出了一种基于丹磺酸结构的亚铁离子荧光探针分子、制备方法及应用，通过简单的一步反应制得，通过商品化间氯过氧苯甲酸对商品化的丹磺酰氯结构中氮原子进行氮氧化反应，碱性氧化铝中和反应产生的酸，从而得到基于丹磺酸的探针，该探针在Tris-DMSO溶液体系中可以用做Fe²⁺的高选择性荧光探针。

实现本发明的技术方案是：

一种基于丹磺酸结构的亚铁离子荧光探针分子，分子式为C₁₂H₁₄NO₄S，简称为：FeP1，所述荧光探针结构式如下所示：。

反应结构式如下：

。

所述的基于丹磺酸结构的亚铁离子荧光探针分子的制备方法，步骤如下：

（1）将间氯过氧苯甲酸溶解于无水二氯甲烷中，得到溶液A；

（2）将丹磺酰氯溶解于无水二氯甲烷中，得到溶液B，冰浴搅拌条件下，将溶液A缓慢滴加入溶液B，升温至室温反应一段时间，加入一定量的碱性氧化铝搅拌一段时间，减压去除溶剂，经硅胶柱层析分离得到产物FeP1，即荧光探针分子。