一種檢測汞離子的新型羅丹明熒光探針及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種檢測汞離子的新型羅丹明熒光探針及其制備方法，屬于熒光探針及其制備方法技術領域。本發明專利技術公開了羅丹明熒光探針的結構。本發明專利技術還公開了羅丹明熒光探針的制備方法，將羅丹明B與水合肼在乙醇中回流反應生成羅丹明酰肼；然后與苯基乙二醛在乙醇中回流反應，經重結晶得到席夫堿；再經硼氫化鈉還原生成熒光探針。本發明專利技術提供的熒光探針合成步驟簡單、收率高，對汞離子的選擇性好、響應時間快，可在生理環境條件下工作，具有應用于生物熒光成像的前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種檢測汞離子的羅丹明熒光探針及其制備方法，屬于熒光探針及其制備方法

技術介紹
汞離子是一種典型的重金屬離子，具有極強的毒性。汞離子一旦進入水環境，就會被細菌類微生物轉化為有機的甲基汞，并在生物體內(如魚類)快速積累從而進入食物鏈。甲基汞破壞人的神經系統，引起大腦受損、認知和運動紊亂等，震驚世界的水俁病就是有機汞中毒的一種類型。因此，尋找能夠快速、準確檢測汞離子的方法具有重要意義。羅丹明類熒光染料具有光穩定性好、長波長紅光發射、量子產率高、水溶性好和適用的pH范圍較寬等優異的光物理和光化學性能，已成為構建熒光探針最理想的報告基團之一。一些羅丹明類熒光探針及其在汞離子檢測方面的應用已被報道，如CN104530064A和CN104479671A，但如本專利技術所示的羅丹明熒光探針結構未見公開。本專利技術提供的羅丹明熒光探針合成步驟簡單、易于提純、收率高，對汞離子的選擇性好，可在生理環境條件下工作，具有應用于生物熒光成像的前景。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種羅丹明B衍生物及其制備方法和在汞離子檢測方面的應用。本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種羅丹明B衍生物R，其結構如下所示：本專利技術合成羅丹明B衍生物R的流程式羅丹明B衍生物R的制備方法，按照以下步驟進行：將羅丹明B酰肼和苯基乙二醛溶解在溶劑中，羅丹明B酰肼與苯基乙二醛的摩爾比為1:1.2,加熱回流至反應完全，冷卻析出固體，過濾即得到席夫堿。將席夫堿溶于四氫呋喃中，緩慢加入硼氫化鈉，席夫堿與硼氫化鈉的摩爾比為1:2,減壓除去溶劑，重結晶得羅丹明B衍生物R。具體制備步驟包括：(1)羅丹明B酰肼的制備將羅丹明B和水合肼溶解在溶劑中，加熱回流至反應完全，冷卻加水析出固體，過濾得淺粉色粗產品，干燥、重結晶得羅丹明B酰肼。所述的溶劑為甲醇或乙醇，重結晶所用的溶劑為石油醚和乙酸乙酯。(2)席夫堿的制備將羅丹明B酰肼和苯基乙二醛溶解在溶劑中，羅丹明B酰肼與苯基乙二醛的摩爾比為1:1.2,加熱回流至反應完全，冷卻析出固體，過濾即得到席夫堿。所述的溶劑為甲醇或乙醇。(3)羅丹明B衍生物R的制備將席夫堿溶解于四氫呋喃中，緩慢加入硼氫化鈉，室溫攪拌2h，反應完全后除去溶劑，重結晶得到羅丹明B衍生物R。所述的席夫堿與硼氫化鈉摩爾比為1:2,重結晶所用的溶劑為石油醚和乙酸乙酯。羅丹明B衍生物R的應用：所述的羅丹明B衍生物R可作為熒光探針。所述的羅丹明B衍生物R可作為熒光探針實現汞離子的檢測。所述的羅丹明B衍生物R可作為熒光探針用于活細胞內汞離子的檢測。本專利技術所具有的優點：本專利技術提供的羅丹明B衍生物R，合成步驟簡單，反應時間短，易于提純，收率高。該化合物是汞離子的熒光增強型探針，對汞離子具有高度專一性，可在生理環境條件下工作，具有應用于生物熒光成像的前景。附圖說明圖1為本專利技術實施例合成羅丹明B衍生物R的流程圖。圖2為本專利技術實施例合成的席夫堿的核磁共振氫譜。圖3為本專利技術實施例合成的席夫堿的質譜圖。圖4為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R的核磁共振氫譜。圖5為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R的質譜圖。圖6為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R的單晶結構圖。圖7為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R作為熒光探針的最佳醇/水比的測試。圖8為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R作為熒光探針的pH適用范圍的測試。圖9為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R作為熒光探針對汞離子選擇性的測試。圖10為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R作為熒光探針對汞離子的熒光滴定的測試。圖11為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R作為熒光探針對汞離子絡合的工作曲線圖。圖12為本專利技術實施例合成的羅丹明B衍生物R作為熒光探針對汞離子在細胞體內進行的熒光成像實驗。(a)加入熒光探針R細胞孵育20min后在熒光顯微鏡下的成像圖，(b)加入汞離子后孵育20min細胞在熒光顯微鏡下的成像圖，(b)圖中的白色部分在彩圖中為紅色熒光的細胞。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本專利技術做進一步的詳細說明。實施例1熒光探針分子羅丹明B衍生物R的制備，具體路線圖見下式。本專利技術合成羅丹明B衍生物R的流程式(1)羅丹明B酰肼的制備在50mL圓底燒瓶中加入羅丹明B(4.79g，0.01mol,5mL80％水合肼，30mL乙醇，混合溶液攪拌回流4-5h，冷卻后加水析出固體，過濾得到粗產品，干燥后用乙酸乙酯/石油醚重結晶得到淺粉色粉末固體，即羅丹明B酰肼，收率92％。(2)席夫堿的制備在25mL圓底燒瓶中加入羅丹明B酰肼(2.28g，0.005mol)，一水合苯基乙二醛(1.02g，0.006mol)，無水甲醇30mL，攪拌回流3h后，過濾、干燥得席夫堿，收率95％。其核磁共振氫譜(1HNMR)圖和質譜(ESI-MS)圖分別見圖2和圖3。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:8.40(s,1H),7.89-8.04(m,3H),7.17-7.59(m,5H),6.28-6.54(m,6H),3.35(q,J＝6.8Hz,8H),1.18(t,J＝6.8Hz,12H).ESI-MS(質荷比):[C36H36N4O3+H+]:理論值為573.28，實測值為573.58.(3)羅丹明B衍生物R的制備在25mL圓底燒瓶中加入席夫堿(0.57g，0.001mol)，10mL四氫呋喃，分批緩慢加入硼氫化鈉(0.08g，0.002mol)，常溫攪拌2h，旋干溶劑，水洗，萃取，用乙酸乙酯石油醚重結晶得羅丹明B衍生物R，收率82％。其1HNMR譜圖、質譜圖和單晶結構圖分別見圖4、圖5和圖6。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.98(d,J＝6.8Hz1H),7.53-7.56(m,2H),7.11-7.21(m,6H),6.29-6.66(m,6H),5.46(s，1H)，4.51-4.69(m,2H),3.36(q,J＝7.2Hz,8H),2.47-2.49(m,2H),1.18(t,J＝7.2Hz,12H).ESI-MS(質荷比):[C36H40N4O3+H+]:理論值為577.31，實測值為577.63.實施例2羅丹明B衍生物R的不同醇/水比的熒光光譜變化取實施例1制備的羅丹明B衍生物R溶于乙醇中，制成100μM儲備液。分別配制不同比例的乙醇和水比例的10μM熒光探針溶液，依次加入0.5當量的汞離子，溶液的熒光強度變本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種檢測汞離子的羅丹明B衍生物R的結構式如下所示：。

【技術特征摘要】
1.一種檢測汞離子的羅丹明B衍生物R的結構式如下所示：
。
2.根據權利要求1所述的羅丹明B衍生物R的制備方法，其特征在于制備流程如下：將羅
丹明B酰肼和苯基乙二醛（羅丹明B酰肼與苯基乙二醛的摩爾比1:1.2）溶解在在甲醇或乙醇
中，加熱回流至反應完全，冷卻析出固體，過濾即得到席夫堿；將席夫堿溶于四氫呋喃中，緩
慢加入硼氫化鈉（席夫堿與硼氫化鈉的摩爾比1:2），除去溶劑，重...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳向陽，肖慧豐，張海燕，劉杰，張敏，仰榴青，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32