[发明专利]一种用于检测铜离子的AIE荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明属于荧光分析技术领域，具体涉及一种用于检测铜离子的AIE化合物及其制备方法和作为荧光探针检测铜离子的应用。探针化合物的制备步骤：将化合物A和化合物B混合加入到EtOH中，常温反应20～24h，得到橙色固体荧光探针化合物C。本发明将化合物C溶于四氢呋喃和水体积比为1:9的溶剂体系中，配置成浓度为4×10^‑5mol/L荧光探针溶液，该荧光探针稳定性好、抗干扰性强、响应快以及制备方法简单的优点，对铜离子检测限可达3.53×10^‑7mol/L，可用于高选择性灵敏检测铜离子。

技术领域

本发明属于荧光分析技术领域，具体涉及一种用于检测铜离子的AIE荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术

铜与人体健康关系密切，是人体内发现的第三丰富的过渡金属。成年人体内1千克体重中铜含量大约为1.4mg～2.1mg，血液中铜的含量约为1.0mg～1.5mg。铜是机体内蛋白质和酶的重要组成部分，许多重要的酶需要微量铜的参与和活化。例如，铜可以催化血红蛋白的合成。人体内铜的缺乏会导致心脏病。相反，如果过量，它会导致阿尔茨海默氏症、门克斯症、帕金森氏症和威尔逊病。铜的这些不利影响使其在体内和环境中的检测变得至关重要。

荧光探针具有高选择性和高灵敏度，且结构简单，易于合成，易于实现现场分析和监控等特点，现已广泛应用于环境中的离子检测当中。常见的有机荧光探针由于在水溶液中聚集而发生荧光淬灭(ACQ)，严重限制了它们的实际应用价值，而聚集诱导发光(AIE)的荧光探针解决了这个问题，能够在水等不良溶剂中有效发光，且化学稳定性强，在重金属离子的荧光检测领域展现出广阔的应用前景。

螺环化合物是环状有机化合物的一种，其结构特点是两个环共用一个或多个碳原子。从含原子的种类出发又可以将螺环化合物分为碳环螺环化合物和杂环螺环化合物，例如氧杂螺环化合物、氮杂螺环化合物、硫杂螺环化合物等等。螺环化合物的结构稳定，其手性配体具有较大的比旋光度，在手性催化配体、分子膨胀剂、光致变色材料、农药和医药等领域有着诸多应用。此外，席夫碱常被用作金属离子识别基团。然而，联合氧杂螺环、席夫碱和AIE等三方面优势制备金属离子探针还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AIE型荧光探针制备方法以及检测水溶液中铜离子的应用，具有稳定性好、抗干扰性强、响应快以及制备方法简单等优势。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种用于铜离子检测的AIE型荧光探针，该荧光探针是一种氧杂螺环桥联双席夫碱的结构，记为化合物C，其具体结构为：

一种AIE荧光探针的制备方法，化合物C的由化合物A和化合物B经缩合脱水而得；

进一步的，化合物A由4-羟基四苯基乙烯和六亚甲基四胺在三氟乙酸溶液中加热回流反应制备。

进一步的，化合物B的制备方法为：将2-硝基苯甲醛、季四戊醇与p-TsOH一起加入甲苯溶液中，加热回流反应得到邻硝基苯基氧杂螺环，再经水合肼、Pd/C在甲醇中加热回流还原，制备得到邻氨基苯基氧杂螺环，即化合物B。

进一步的，2-硝基苯甲醛、季四戊醇与p-TsOH的摩尔比为2:1:0.05。

进一步的，化合物C的制备方法为：在室温下，将化合物A和化合物B以摩尔比1:2.1比例混合加入乙醇中，反应20～24h，反应结束后，过滤，将滤渣用DCM/EtOH重结晶，过滤，干燥，得到橙黄色固体荧光探针化合物。

本发明还提供AIE荧光探针在检测铜离子中的应用。

进一步的，将所述AIE荧光探针溶于四氢呋喃和水的混合溶液。

进一步的，所述铜离子浓度大于3.53×10^-7mol/L。