含氨基吡啶环的罗丹明B的Fe3+传感器、制备方法及应用与流程

本发明属于生物化学领域，具体涉及一种含氨基吡啶环的罗丹明b的fe³⁺传感器、制备方法及应用。

背景技术：

目前，常用检测fe³⁺的方法为原子吸收法(aas)、分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法(icp-aes)、电感耦合等离子体质谱法(icp-aes)、电化学法等，通常需要复杂的仪器和复杂的样品预处理过程。由于该技术不仅操作简单、成本低、灵敏度高、选择性好、响应时间短，近来荧光探针法受到了极大的关注。

由于fe³⁺是3d⁵结构的顺磁性离子,对荧光具有极强的猝灭性,因此大多数报道的fe³⁺荧光探针都是荧光猝灭型的，在探针识别客体时荧光猝灭不利于高通量信号输出。因此，利用罗丹明分子的“off-on”环转换机理设计的荧光增强型fe³⁺荧光探针受到极大重视。

文献1(narendrareddychereddy,peethaninagaraju,m.v.niladriraju,etal.anovelfret‘off–on’fluorescentprobefortheselectivedetectionoffe³⁺,al³⁺,andcr³⁺,ions:itsultrafastenergytransferkineticsandapplicationinlivecellimaging[j].biosensors&bioelectronics,2015,68,749-756)报道了一种利用罗丹明酰肼与8-羟基喹啉-2-醛合成的席夫碱和萘二甲酰亚胺—哌嗪衍生物进行缩合，合成出一种新型的fe³⁺传感器的方法，产率65％。

文献2(alimollah,rahulb,atulk,keyac,sumanagandmahammada,anovelrhodamine-3,4-dihydro-2h-1,3-benzoxazineconjugateasahighlysensitiveandselectivechemosensorforfe³⁺ionswithcytoplasmiccellimagingpossibilities[j].anal.methods,2015,7,5149-5156.)报道了一种利用罗丹明类衍生物和2,4-二叔丁基苯酚、甲醛缩合，合成出一种新型的fe³⁺传感器的方法，产率68％。

上述文献所报道的合成方法存在以下缺陷

(1)如文献1中，选择性不是很好，cr³⁺和al³⁺荧光响应显著,对fe³⁺检测干扰较大。

(2)如文献2中，体外检测是在乙腈/水混合溶剂体系中进行，且乙腈在混合溶剂体系中的体积比例达到了70％。

上述缺陷造成至今为止，应用现有工艺方法难以得到合成简单，产率高而且选择性较好的fe³⁺传感器制备方法。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种含氨基吡啶环的罗丹明b的fe³⁺传感器、制备方法及应用。

实现本发明目的的技术解决方案是：

一种含氨基吡啶环的罗丹明b的fe³⁺传感器，该荧光传感器的结构如下：

本发明中含氨基吡啶环的罗丹明b的fe³⁺传感器的制备方法，包括以下步骤：

将化合物1置于乙腈中重悬，然后加入化合物2、k2co3、ki，回流反应，反应完成之后，减压除去溶剂，萃取，硅胶柱分离，得到所述fe³⁺荧光传感器，其中，化合物1和化合物2的结构如下：

进一步的，反应物摩尔比计为，化合物1：化合物2：k2co3：ki＝1eq：1.2eq：1eq：1eq。

进一步的，回流反应时间为20-24h。

进一步的，硅胶柱分离采用的洗脱液为meoh：ch2cl2＝3：100(v/v)。

本发明中所述的基于罗丹明b的fe³⁺荧光传感器用于检测fe³⁺。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)本发明以罗丹明为主体合成了一种新型fe³⁺荧光传感器，具有良好的光稳定性，长波长发射以及量子产率高等优点。(2)本发明所涉及传感器对fe³⁺检测具有优良的专一性。(3)本发明所采用原材料成本低，合成步骤简单，后处理亦很方便，交易实现大规模生产。(4)本发明所涉及传感器能选择性检测fe³⁺，且敏感度较好，在检测生物样品和细胞中的fe³⁺方面具有很大的应用前景。

附图说明

图1为本发明的化合物l3¹hnmr。

图2为本发明的化合物l313cnmr。

图3为本发明的化合物l3的紫外选择性(其中横坐标为波长，单位：nm；纵坐标为吸收值)。

图4为本发明的化合物l3的荧光选择性(其中横坐标为波长，单位：nm；纵坐标为荧光强度)。

具体实施方式

(一)传感器化合物的合成

本发明提供了目标产物在fe³⁺检测中的应用，发现其对fe³⁺有很好的检测效果。本发明合成路线如下：

(二)紫外选择性能测试

将fecl3.6h2o,crcl3.6h2o,alcl3,cucl2.2h2o,mgcl2·6h2o,cdcl2.2.5h2o,fecl2.4h2o,nicl2.6h2o,mncl2.4h2o,cocl2.6h2o,pb(no3)2,agno3,ba(no3)2,cacl2,zncl2,hgcl2,cucl,kcl,nacl等不同金属离子氯化物或硝化物加入化合物l3的溶液中，进行紫外吸收测试。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

(三)荧光性能测试

将fecl3.6h2o,crcl3.6h2o,alcl3,cucl2.2h2o,mgcl2·6h2o,cdcl2.2.5h2o,fecl2.4h2o,nicl2.6h2o,mncl2.4h2o,cocl2.6h2o,pb(no3)2,agno3,ba(no3)2,cacl2,zncl2,hgcl2,cucl,kcl,nacl等不同金属离子氯化物或硝化物加入化合物l3的溶液中，进行荧光响应测试。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

荧光化学传感器的合成

化合物l3的合成

将化合物1((200mg,1.083mmol)溶解于乙腈(25ml)中，加入化合物2(630mg,1.30mmol)、k2co3(149mg，1.083mmol)，ki(179mg，1.083mmol)待回流反应20-24h之后，冷却至室温，减压除去溶剂，萃取，经柱分离之后最终得到红棕色固体(342mg，50.04％)。化合物l3¹hnmr，¹³cnmr分别如图1，图2所示。

实施例2

紫外选择性能测试

fe³⁺荧光传感器l3在甲醇中具有很好的溶解性，经验证，化合物l3可以溶解在meoh：hepes(0.6mm，1/1，v/v)混合液中，配制500ml该溶液作为储备液(ph＝7.23)。

精确配置fe³⁺荧光传感器l3为1×10^-3mol/lmeoh-h2o混合液(1/1，v/v)，金属离子fe³⁺,cr³⁺,al³⁺,cu²⁺,mg²⁺,cd²⁺,fe²⁺,ni²⁺,mn²⁺,co²⁺,pb²⁺,hg²⁺,ag⁺,ba²⁺,ca²⁺,zn²⁺,k⁺,na⁺,cu⁺等浓度为5×10^-3mol/l水溶液，以及用meoh：hepes(0.6mm,ph＝7.23，1/1,v/v)溶液。

紫外选择性实验如图3所示，取3ml储备液置于液体池中，加入60μlfe³⁺荧光传感器l3溶液，测其初始紫外吸收值，然后分别加入配置好的各种金属离子溶液60μl，测量其稳定的时的紫外吸收强度。观察图3可知，化合物l3对fe³⁺有明显的响应效果，并且在558nm处的紫外吸收强度达到最大值，也即化合物l3对fe³⁺有很好的选择性。

实施例3

荧光性能测试

fe³⁺荧光传感器l3在甲醇中具有很好的溶解性，经验证，化合物l3可以溶解在meoh：hepes(0.6mm，1/1，v/v)混合液中，配制500ml该溶液作为储备液(ph＝7.23)。

精确配置fe³⁺荧光传感器l3为1×10^-3mol/lmeoh-h2o混合液(1/1，v/v)，金属离子fe³⁺,cr³⁺,al³⁺,cu²⁺,mg²⁺,cd²⁺,fe²⁺,ni²⁺,mn²⁺,co²⁺,pb²⁺,hg²⁺,ag⁺,ba²⁺,ca²⁺,zn²⁺,k⁺,na⁺,cu⁺等浓度为5×10^-3mol/l水溶液，以及用meoh：hepes(0.6mm,ph＝7.23，1/1,v/v)溶液。

荧光选择性实验如图4所示，取3ml储备液置于液体池中，加入60μlfe³⁺荧光传感器l3溶液，测其初始荧光强度值，然后分别加入配置好的各种金属离子溶液和氨基酸溶液60μl，测量其稳定时的荧光强度。观察图4可知，化合物l3对fe³⁺有明显的响应效果，并且在582nm处荧光强度达到最大值，也即化合物l3对fe³⁺有很好的选择性。