一种用于检测识别茶多酚的探针及其制备方法和应用

1.本发明属于有机合成和分析化学技术领域，具体涉及小分子探针的合成及其在检测识别茶多酚中的应用。


背景技术：

2.茶多酚主要包括儿茶素和酚酸类，如没食子酸(ga)、没食子酸甲酯(mg)、表儿茶素(ec)、表没食子儿茶素(egc)、没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)和没食子酸表儿茶素(ecg)。近年来，大量研究表明，茶多酚可以通过调节代谢酶和受体的活性来保护心血管系统，通过减少脂肪吸收或转化和加速能量消耗来降低肥胖风险。此外，茶多酚还可用于抗菌、抗病毒和抗氧化生物医学应用。鉴于茶多酚具有广泛的保健功能，对不同茶多酚的有效检测鉴定方法要求非常高。然而，由于茶多酚通常具有相似的多羟基化学结构，很难检测和区分不同的茶多酚。
3.在过去的几十年里，茶多酚的检测方法很多，包括液相色谱质谱法、高效液相色谱法(hplc)和电化学法。这些检测方法虽然相对准确，但操作复杂、费力。因此，迫切需要开发一种快速简便的茶多酚识别方法，实现现场实时检测。在这方面，比色化学传感器在检测方面具有明显的优势，近年来发展迅速。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题，是提出一种用于检测识别茶多酚的探针的制备及应用，实现简便、快速、有效的识别不同的茶多酚。
5.本发明所提供的用于检测识别茶多酚的探针hcyb，其结构如下：
[0006][0007]
本发明提供一种用于检测识别茶多酚的探针hcyb的制备方法，包括如下步骤：
[0008]
在n2条件下将2,3,3-三甲基-1-丙烷-3h-吲哚、4-甲酰基苯基硼酸频哪醇酯和乙酸钠溶解在乙酸酐中，将混合溶液在50-80℃搅拌5-10小时，然后将混合溶液滴入乙醚中，残留物通过硅胶色谱法用甲醇/二氯甲烷纯化，得到所述的用于检测识别茶多酚的探针hcyb。
[0009]
优选地，所述的2,3,3-三甲基-1-丙烷-3h-吲哚、4-甲酰基苯基硼酸频哪醇酯和乙酸钠的摩尔比为1:1:2，三种溶质共占乙酸酐质量的8％-10％，混合溶液与乙醚的体积比＝1:3-1:6,纯化步骤中甲醇和二氯甲烷的体积比为1：20。
[0010]
本发明提供一种用于检测识别茶多酚的探针hcyb的应用，所述探针作为比色传感器对茶多酚进行检测识别，用于检测识别茶多酚的种类和浓度。
[0011]
优选地，所述的茶多酚的种类包括没食子酸ga、没食子酸甲酯mg、表儿茶素ec、表没食子儿茶素egc、没食子儿茶素没食子酸酯egcg或没食子酸表儿茶素ecg。
[0012]
优选地，茶多酚的检测方法为：将缓冲液、茶多酚溶液和hcyb溶液混合反应后拍照获取图像。
[0013]
更优选地，所述的缓冲液为dmf/britton-robinson缓冲液按照1:1的体积比配制而成且ph＝8的缓冲液。
[0014]
更优选地，反应前的混合液中hcyb的浓度为2.5
×
10-4
mol/l。
[0015]
更优选地，检测时，采用matlab软件获取混合反应后所得图像的rgb值，结合plsda模型对所有的rgb数值进行分类识别，所述的plsda模型是通过采集标准图像所对应的rgb值并划分为训练样本和测试样本后训练获得。
[0016]
本发明的作用机理如下：在弱碱性条件下，hcyb以硼酸酯为反应基团，与茶多酚的邻苯二羟基发生酯交换反应。
[0017][0018]
与现有技术相比，本发明技术方案的优点和有益效果是：
[0019]
本发明基于硼酸盐半菁染料比色传感器检测识别六种茶多酚的方法，具有快速简便，可视化，成本低等特点。对茶多酚制品中茶多酚的检测具有应用前景。
附图说明
[0020]
图1为hcyb探针的核磁共振氢谱图。
[0021]
图2为hcyb探针的核磁共振碳谱图。
[0022]
图3为hcyb探针的高分辨质谱图。
[0023]
图4a)为hcyb对不同浓度不同种类的茶多酚的比色图像；b)为hcyb与茶多酚反应不同时间后的比色图像。
[0024]
图5为plsda模型分析hcyb和茶多酚比色图像的rgb值，对不同浓度不同种类以及不同反应时间的茶多酚的判别率接近100％。
[0025]
图6为plsda模型分析hcyb和绿茶茶汤比色图像的rgb值，对不同种类和不同反应时间的绿茶的判别率接近100％。
具体实施方式
[0026]
为了进一步说明本发明，结合附图给出以下系列具体实施例。
[0027]
实施例1hcyb的合成
[0028]
按照文献(acs applied materials&interfaces,2019,11(48):44961-44969)将2,3,3-三甲基-3h-吲哚和碘丙烷反应合成化合物2,3,3-三甲基-1-丙烷-3h-吲哚(化合物1)。在n2条件下将化合物1(0.315g，1.0mmol)、4-甲酰基苯基硼酸频哪醇酯2(0.23g，1.0mmol)和乙酸钠(0.17g，2.0mmol)溶解在8.0ml乙酸酐中。将混合物在55℃搅拌5小时。然后将混合物滴入乙醚中，残留物通过硅胶色谱法用甲醇/二氯甲烷(1:20v/v)纯化，得到红色固体状的hcyb(0.15g，54.5％)。核磁共振氢谱(图1，cdcl3，400mhz)δ8.18(d，j＝16.30hz，1h)，8.09
–
8.04(m，2h)，8.00
–
7.94(m，2h)，7.87(d，j＝16.26hz，1h)，7.75
–
7.66(m，1h)，7.64
–
7.57(m，3h)，5.04(t，j＝7.19hz，2h)，2.08(h，j＝7.38hz，2h)，1.89(s，6h)，1.36(s，12h)，1.12(t，j＝7.44hz，3h)。核磁共振碳谱(图2，cdcl3，100mhz)：δ182.10，154.09，143.42，140.80，135.78，135.67，130.24，129.95，129.85，122.74，115.52，113.97，84.35，52.76，50.72，27.11，24.91，22.44，11.43。高分辨质谱(m/s)：测量值c
27h35
bno
2+
[m]
+
＝416.2755，计算值为416.2763(图3)。
[0029][0030]
实施例2对六种茶多酚进行定性定量测定
[0031]
(1)hcyb探针与茶多酚比色响应图像的获取
[0032]
在96孔板中先后加入50μl britton-robinson缓冲液(ph＝8)，25μl不同浓度的茶多酚(1
×
10-2
mol/l)和25μl hcyb(1
×
10-3
mol/l)，反应5min、10min、20min和30min后拍摄获取图像。用一块黑布覆盖15w led平板，在平板中央留出一块面积为96孔板的区域，保证该区域具有均匀的白色背景光。将96孔板放在此处，并使用佳能eos 750d数码相机在黑暗中捕获图像。相机固定在三脚架上，以1/125s的快门速度，f/11的光圈设置和iso 400胶片感光度进行拍摄。拍摄过程中，相机参数保持不变。得到的比色响应图像如图4所示。
[0033]
(2)比色图像的rgb获取及plsda模型分析
[0034]
使用photoshop软件处理图像，截出每个样本点的图像，并且处理成为20
×
20像素大小的图片。继而采用matlab软件对图像进行处理，得到5min、10min、20min和30min四个反应时间下比色图像的rgb值(每组数据的大小为20
×
20，其中包含400个变量值)。然后，将四个数据数组中的1600个变量的值重新排列并组合成一个向量(1600
×
1)，每个样本都用这个向量表示。最后，用数据阵列(大小为1600
×
360)表示样本集，利用plsda模型对数据阵列进行处理，对不同浓度和不同反应时间的茶多酚进行快速分类和分析，其结果如图5所示。360个样本(60个样本6种茶多酚)的rgb值，随机分为训练集和预测集。6个茶多酚样品的虚拟代码分别为f1(1,0,0,0,0,0)，f2(0,1,0,0,0,0)，f3(0,0,1,0,0,0)，f4(0,0,0,1,0,0)，f5(0,0,0,0,1,0)，f6(0,0,0,0,0,1)。茶多酚的样本详情如表1所示。
[0035]
表1茶多酚的样本详情
[0036][0037]
实施例3本发明应用于对绿茶的区分
[0038]
配置浓度为10mg/ml的四种绿茶(六安瓜片、明前龙井、都匀毛尖和竹叶青)的茶汤，在96孔板中分别加入25μl dmf、britton-robinson缓冲液、茶汤和hcyb(1
×
10-3
mol/l)，反应5min后进行拍摄获取图像。使用photoshop软件处理图像，截出每个样本点的图像，并且处理成为20
×
20像素大小的图片。继而采用matlab软件对图像进行处理，得到与r、g、b值对应的三组数据。利用plsda模型对数据阵列进行处理，对不同种类和不同反应时间的茶汤进行快速分类和分析，结果如图6所示。茶汤的样本详情如表2所示。
[0039]
表2绿茶的样本详情
[0040]