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一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2018-06-25
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2018-09-04
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-12-20
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2038-06-25
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201810046380.0 申请日 2018-06-25
公开/公告号 CN108383818B 公开/公告日 2019-12-20
授权日 2019-12-20 预估到期日 2038-06-25
申请年 2018年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 C07D311/16C09K11/06G01N21/64 主分类号 C07D311/16
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 4
权利要求数量 5 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 南通大学 当前专利权人 嘉兴卓十生物科技有限公司
发明人 汤艳峰、黄洋、丁欣宇、万永兴、施安霁 第一发明人 汤艳峰
地址 江苏省南通市啬园路9号 邮编 226019
申请人数量 1 发明人数量 5
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省南通市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
北京惠智天成知识产权代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
刘莹莹
摘要
本发明涉及荧光探针领域,特别涉及一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针及其应用,具体结构如下:该荧光探针可在EtOH‑H2O(95:5,v/v,HEPES 20mmol/L)溶液中识别Cd2+,优点是:在与其他离子竞争中呈现出优异的选择性;具有较高的荧光传感性质;检测限低;检测灵敏度高,荧光量子产率高。
  • 摘要附图
    一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用
  • 说明书附图:abs-1
    一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用
  • 说明书附图:图1
    一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用
  • 说明书附图:图2
    一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用
  • 说明书附图:图3
    一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用
  • 说明书附图:图4
    一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用
  • 说明书附图:图5
    一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用
  • 说明书附图:图6
    一种香豆素巯基乙胺席夫碱Cd2+荧光探针的制备及应用
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-12-31 专利权的转移 登记生效日: 2021.12.21 专利权人由蚌埠立超信息科技有限公司变更为嘉兴卓十生物科技有限公司 地址由233000 安徽省蚌埠市燕山路8319号(上理大科技园6号302室)变更为314000 浙江省嘉兴市桐乡市崇福镇南门工农路1号佟二堡街5号04
2 2019-12-20 授权
3 2018-09-04 实质审查的生效 IPC(主分类): C07D 311/16 专利申请号: 201810046380.0 申请日: 2018.06.25
4 2018-08-10 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针,其特征在于:具体结构式如下:

2.根据权利要求1所述的一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的非诊断非治疗应用,其特征在于:所述香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针在溶剂中识别Cd2+。

3.根据权利要求2所述的一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的非诊断非治疗应用,其特征在于:所述香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针识别Cd2+的溶剂是EtOH与H2O体积比为
95:5的EtOH-H2O溶液。

4.根据权利要求2所述的一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的非诊断非治疗应用,其特征在于:所述香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针识别Cd2+的pH范围为3-13。

5.根据权利要求1所述的一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的制备方法,其特征在于,所述方法如下:
(1)合成7-羟基-8-香豆素醛:将7-羟基香豆素和六次甲基四胺溶于冰乙酸中,搅拌加热至70-100℃后反应,然后向体系加入盐酸并在50-90℃下搅拌;冷却,加入冰水,用乙酸乙酯萃取,之后用无水硫酸钠干燥有机相,减压抽滤,滤液减压旋蒸除去溶剂,得黄色固体;然后用无水乙醇重结晶,得7-羟基-8-香豆素醛;
反应式如下:
(2)合成香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针:
在反应容器中加入用乙醇溶解的巯基乙胺盐酸盐,并加入氢氧化钠,常温搅拌,过滤,得到滤液,在此滤液中加入7-羟基-8-香豆素醛的乙醇溶液,加热至回流,回流后,用薄层色谱检测,反应至完全,冷却至室温,过滤,滤液自然蒸发重结晶,得黄色固体;
反应式如下:
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及荧光探针领域,特别涉及一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针及其应用。

背景技术

[0002] 随着我国工业的快速发展,金属镉被广泛应地用于各种工业产品的生产,如镍镉电池、涂料、颜料等领域。近年来,镉离子对人们健康的威胁越来越受重视,过量镉离子在人体内富集则会对骨骼、肺、肾及神经系统造成伤害,引起肾功能紊乱、钙功能失调,甚至癌变。因此,开发一种成本低、响应速度快的能用于检测自然环境及生物体系中的Cd2+的检测方法尤为重要。
[0003] 由于荧光分子探针具有操作方便、成本低、高选择性以及高灵敏度等显著优点,荧光分子探针在金属离子的检测方面研究受到了普遍关注。香豆素类化合物因其荧光量子产率高、通过结构设计可获得不同发射波段荧光的优点,因此,设计开发香豆素类Cd2+具有重要的实践价值。

发明内容

[0004] 针对背景技术中的问题,本发明的目的在于提供一种高灵敏度、较高的抗干扰能力且对Cd2+有专一识别性的荧光探针及其应用。
[0005] 为实现上述目的,本发明提出如下技术方案:
[0006] 一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针,其特征在于:具体结构式如下:
[0007]
[0008] 一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的应用,其特征在于:所述香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针在溶剂中识别Cd2+。
[0009] 进一步地,所述香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针识别Cd2+的溶剂是EtOH与 H2O体积比为95:5的EtOH-H2O溶液。
[0010] 进一步地,所述香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针识别Cd2+的pH范围为3-13。
[0011] 一种香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的制备方法,其特征在于,所述方法如下:
[0012] (1)合成7-羟基-8-香豆素醛:将7-羟基香豆素和六次甲基四胺溶于冰乙酸中,搅拌加热至70-100℃后反应,然后向体系加入盐酸并在50-90℃下搅拌;冷却,加入冰水,用乙酸乙酯萃取,之后用无水硫酸钠干燥有机相,减压抽滤,滤液减压旋蒸除去溶剂,得黄色固体;然后用无水乙醇重结晶,得7-羟基-8-香豆素醛;
[0013] 反应式如下:
[0014]
[0015] (2)合成香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针:
[0016] 在反应容器中加入用乙醇溶解的巯基乙胺盐酸盐,并加入氢氧化钠,常温搅拌,过滤,得到滤液,在此滤液中加入7-羟基-8-香豆素醛的乙醇溶液,加热至回流,回流后,用薄层色谱检测,反应至完全,冷却至室温,过滤,滤液自然蒸发重结晶,得黄色固体;
[0017] 反应式如下:
[0018]
[0019] 相对于现有技术,本发明的有益效果如下:
[0020] (1)该荧光探针具有香豆素类荧光团,分子中席夫碱中N和O原子与Cd2+配位络合,实现了PET阻断,出现荧光off-on信号,实现了对Cd2+的荧光识别,检测灵敏度高。
[0021] (2)该荧光探针对Cd2+有专一的选择性,与其他常见离子作用荧光信号基本没有变化,较高的抗干扰能力,高灵敏度,检测限低。
[0022] (3)该荧光探针具有较宽的pH适用范围3-13。

实施方案

[0029] 下面结合附图和具体实施方式,对本发明的具体实施方案作详细的阐述。这些具体实施方式仅供叙述而并非用来限定本发明的范围或实施原则,本发明的保护范围仍以权利要求为准,包括在此基础上所作出的显而易见的变化或变动等。
[0030] 实施例1:
[0031] (1)、合成7-羟基-8-香豆素醛的反应式:
[0032]
[0033] (2)、合成7-羟基-8-香豆素醛的具体步骤:
[0034] 称取10g 7-羟基香豆素和20g六次甲基四胺溶于75mL冰乙酸中,搅拌加热至90℃后反应8h,然后向体系加入盐酸(150mL,conc.HCl/H2O=84:100,v/v) 并在70℃下搅拌
30min。冷却,加入冰水,用乙酸乙酯萃取,之后用无水硫酸钠干燥有机相,减压抽滤,滤液减压旋蒸除去溶剂,得黄色固体。然后用无水乙醇重结晶,得7-羟基-8-香豆素醛。收率为
18%。
[0035] (3)、合成香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的反应式:
[0036]
[0037] (4)、合成香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的具体步骤:
[0038] 在50mL三口烧瓶中加入用15mL乙醇溶解的巯基乙胺盐酸盐(0.57g, 5.05mmol),并加入氢氧化钠(0.2g,5.05mmol),常温搅拌1h,过滤,得滤液,将此滤液,加入7-羟基-8-香豆素醛(0.8g,4.21mmol)的乙醇溶液(15ml),加热至回流,回流12h后,用薄层色谱检测,反应完全,冷却至室温,过滤,滤液自然蒸发重结晶,得黄色固体0.2g,产率为16%。香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的1H NMR谱图如图1所示。
[0039] (5)、香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针对Cd2+的选择性检测:
[0040] 10μmol/L的香豆素巯基乙胺席夫碱的EtOH-H2O(95:5,v/v,HEPES 20 mmol/L,pH=7.4)溶液,分别加入100μmol/L的金属离子(Zn2+,Pb2+,Ni+,Na+, Mn2+,Mg2+,Li+,K+,Hg2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Cr3+,Co2+,Cd2+,Ca2+,Ba2+, Al3+,Ag+),搅拌均匀后15s内检测溶液的荧光发射光谱变化,结果如图2所示。由图2所知,荧光探针在458nm处几乎没有发射峰,当加入Cd2+后,荧光探针溶液在458nm处出现了强的发射峰,然而加入其他离子,如Zn2+,Pb2+,Ni+, Na+,Mn2+,Mg2+,Li+,K+,Hg2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Cr3+,Co2+,Ca2+,Ba2+, Al3+,Ag+后,荧光探针溶液在
458nm的发射峰没有出现明显增强,故实验结果表明,只有加入Cd2+,才能引起荧光探针溶液在458nm出出现明显的荧光增强,该香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针在EtOH-H2O(95:5,v/v,HEPES 20 mmol/L,pH=7.4)溶液中对Cd2+有良好的选择性。
[0041] (6)、香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针对Cd2+的荧光滴定实验:
[0042] 10μmol/L的香豆素巯基乙胺席夫碱的EtOH-H2O(95:5,v/v,HEPES 20 mmol/L,pH=7.4)溶液,逐步增加Cd2+的浓度,搅拌均匀15s内检测各试样的荧光发射光谱,结果如图 3 所示。由图3所知,随着Cd2+浓度的逐步增大,探针溶液在458nm处的荧光强度也逐步增大,当Cd2+的浓度达到探针浓度的1.2倍,即12μmol/L时,此时荧光强度不再增大,滴定达到饱和,
2+
故实验结果表明,该香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针对Cd 具有良好的传感性质。
[0043] (7)、香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针对Cd2+的pH荧光实验:
[0044] 10μmol/L的香豆素巯基乙胺席夫碱的EtOH-H2O(95:5,v/v,HEPES 20 mmol/L,)溶液,搅拌均匀15s内检测各试样的荧光发射光谱,然后加入100μmol/L 的Cd2+,搅拌均匀15s内检测各试样的荧光发射光谱。然后只改变溶液的pH, 依次测试它们的荧光发射光谱。分别取458nm处的荧光发射强度,作图结果如图4所示。由图4所知,该荧光探针具有较宽的pH适用范围3-13。
[0045] (8)、香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针对Cd2+识别的竞争实验:
[0046] 10μmol/L的香豆素巯基乙胺席夫碱的EtOH-H2O(95:5,v/v,HEPES 20 mmol/L,pH=7.4)溶液,分别加入100μmol/L的其他金属离子(Zn2+,Pb2+,Ni+, Na+,Mn2+,Mg2+,Li+,K+,Hg2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Cr3+,Co2+,Ca2+,Ba2+, Al3+,Ag+),搅拌均匀后15s内检测溶液的荧光发射光谱,然后向以上各个含有金属离子的溶液中加入100μmol/L的Cd2+,搅拌均匀后15s内检测溶液的荧光发射光谱。分别取458nm处的荧光发射强度,作图结果如图5所示。由图5所知,共存的其他金属离子对Cd2+的荧光识别没有显著干扰。
[0047] (9)、香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针对Cd2+检测限的计算:
[0048] 检测限根据荧光光谱滴定数据计算。以荧光滴定强度为纵坐标,Cd2+的浓度作为横2+
坐标作图,如图6所示。在Cd 浓度在1μmol/L到12μmol/L的浓度范围内,运用公式DL=K×Sb1/S,其中DL为检测限,K=3,Sb1=空白溶液的标准偏差,S是校准曲线的斜率。经计算检测限为7.47×10-8M。
[0049] 实施例2:
[0050] (1)、合成7-羟基-8-香豆素醛的具体步骤:
[0051] 称取10g 7-羟基香豆素和20g六次甲基四胺溶于75mL冰乙酸中,搅拌加热至70℃后反应8h,然后向体系加入盐酸(150mL,conc.HCl/H2O=84:100,v/v) 并在50℃下搅拌
30min。冷却,加入冰水,用乙酸乙酯萃取,之后用无水硫酸钠干燥有机相,减压抽滤,滤液减压旋蒸除去溶剂,得黄色固体。然后用无水乙醇重结晶,得7-羟基-8-香豆素醛。收率为
13%。
[0052] (2)、合成香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的具体步骤:
[0053] 在50mL三口烧瓶中加入用15mL乙醇溶解的巯基乙胺盐酸盐(0.57g,5.05 mmol),并加入氢氧化钠(0.2g,5.05mmol),常温搅拌1h,过滤,得滤液,将此滤液,加入7-羟基-8醛基香豆素(0.8g,4.21mmol)的乙醇溶液(15ml),加热至回流,回流12h后,用薄层色谱检测,反应完全,冷却至室温,过滤,滤液自然蒸发重结晶,得晶体黄色固体,产率为13%。
[0054] 实施例3:
[0055] (1)、合成7-羟基-8-香豆素醛的具体步骤:
[0056] 称取10g 7-羟基香豆素和20g六次甲基四胺溶于75mL冰乙酸中,搅拌加热至100℃后反应8h,然后向体系加入盐酸(150mL,conc.HCl/H2O=84:100,v/v) 并在90℃下搅拌30min。冷却,加入冰水,用乙酸乙酯萃取,之后用无水硫酸钠干燥有机相,减压抽滤,滤液减压旋蒸除去溶剂,得黄色固体。然后用无水乙醇重结晶,得7-羟基-8-香豆素醛。收率为
15%。
[0057] (2)、合成香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的具体步骤:
[0058] 在50mL三口烧瓶中加入用15mL乙醇溶解的巯基乙胺盐酸盐(0.57g,5.05 mmol),并加入氢氧化钠(0.2g,5.05mmol),常温搅拌1h,过滤,得滤液,将此滤液,加入7-羟基-8醛基香豆素(0.8g,4.21mmol)的乙醇溶液(15ml),加热至回流,回流12h后,用薄层色谱检测,反应完全,冷却至室温,过滤,滤液自然蒸发重结晶,得晶体黄色固体,产率为16%。

附图说明

[0023] 图1是本发明香豆素巯基乙胺席夫碱荧光探针的1H NMR谱图;
[0024] 图2是本发明荧光探针对镉离子选择性识别的荧光发射光谱图;
[0025] 图3是本发明荧光探针在不同浓度镉离子存在下荧光发射光谱变化图;
[0026] 图4是本发明荧光探针在不同pH溶液中的荧光发射光谱变化图;
[0027] 图5是本发明荧光探针在镉离子及其他金属离子存在下的荧光发射强度变化图;
[0028] 图6是本发明荧光探针对镉离子的检测限计算图。
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