一種檢測氟離子的水溶性糖類熒光分子探針、制備方法及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于分析化學領域，設及一種檢測氣離子的水溶性糖類巧光分子探針、制 備方法及其應用。
【背景技術】
[0002] 氣雖然對人體有益，但并非多多益善，過多攝入氣，可產生氣骨病；引發人全身性 中毒，肌體內各組織器官都會受到一定程度的損害，且氣不易通過代謝排除體外。迄今對于 氣離子的檢測人們已經發展出多種方法，如原子吸收光譜、原子發射譜等。然而運些方法有 著很多缺點，如樣品需要預處理、檢測不夠快速、檢測價格昂貴等。因此，在很多重要的應用 場合，人們迫切需要快速、準確、低成本并能選擇性地分析檢測運些氣離子的方法。化學傳 感器能夠較好地滿足W上幾個要求。近幾年來，設計和使用化學傳感器來檢測氣離子逐漸 成為一個新興的研究熱點。
[0003] 文獻報道氣離子的巧光分子探針合成方法復雜，并且成本高，合成的產物對氣離 子的檢測處在可見光譜范圍W外，不能通過肉眼觀察到顏色的變化，必須要借助于昂貴的 檢測儀器。另外，還存在如樣品需要預處理、檢測不夠快速、水溶性差、檢測價格昂貴等缺 點。因此，在很多重要的應用場合，人們迫切需要快速、準確、低成本并能選擇性地分析檢測 氣離子的方法。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是針對現有問題，提出一種快速、準確、低成本的氣離子檢測巧光分 子探針、制備方法及其應用，通過該分子探針可W選擇性地檢測出樣品中的氣離子。
[0005] 本發明的目的通過W下技術方案實現
[0006] 1.本發明提供一種檢測氣離子的水溶性糖類巧光分子探針，該分子探針化學式如 下I式所示：
[0007]
[0008] 其中，Rl為娃基保護基，包括娃基類化合物及其衍生物；R2為糖基配體，包括所有 的糖類化合物及其衍生物。
[0009] 2.上述1提供的水溶性糖類巧光分子探針，其中，所述娃基保護基為TBDPS(叔下 基二苯基娃基），所述糖配體為葡萄糖。
[0010] 3.本發明還提供上述1提供的水溶性糖類巧光分子探針的制備方法，其中，該方 法包括如下步驟： 柳川 （I)將I.Og的化合物3,和0. 5g咪挫溶解在干燥的16血邸2化中；其中，化合物3 如式3所示
[0012] (2)氮氣條件下像溶液中加入1. 2g的TBDPSC1，上述溶液室溫下攬拌化，加入水終 止反應； 陽〇1引 做50血的邸2化萃取，收集有機化干燥，濃縮，柱色譜分離得到1. 4g的質量分 數為85 %粉末狀固體化合物4,如式4所示；
[0014] (4)將0. 40g的化合物4和0. 2Ig的化合物5溶解在體積比為3 : 1的THF和&0 混合液中，向上述溶液中加入0. 02g的化S〇4和0. 07g抗壞血酸鋼，反應液回流比.減壓蒸 出THF，然后用SOmLCHzClz萃取3次，收集有機相，干燥，濃縮，柱色譜分離得到0. 46g的質 量分數為86%粉末狀白色固體化合物1，如式1所示；化合物5如式5所示； 陽01引反應過程如下：
[0017] 4.本發明還提供上述1或2所述的巧光分子探針在氣離子檢測中應用，檢測中保 證純水中氣離子的下限濃度為0. 20mg/L，即該巧光分子探針的靈敏度為0. 20mg/L。
[0018] 5.上述4提供的應用，其中，在氣離子濃度為0-1. 4mM范圍內，加入巧光分子探針， W肉眼觀察顏色變化，同時，W0. 2mM為梯度，檢測不同濃度的氣離子巧光光譜，獲得關于 氣離子濃度與顏色變化的標準曲線。
[0019] 6.上述4提供的應用，其中，將待檢測物溶解于純水中，保證其中的氣元素全部W 離子的形式溶解于水中形成樣品水溶液，加入巧光分子探針，W肉眼觀察顏色變化，當出現 亮黃色說明待檢測物中含有氣元素；對照氣離子濃度標準曲線，確定樣品水溶液中氣離子 的濃度，從而定量檢測待檢測物中氣的濃度。
[0020] 7.本發明還提供包括上述1或2提供的水溶性糖類巧光分子探針的檢測試紙、檢 測試劑盒或者便攜式固體巧光分子探針的試劑。
[0021] 有益效果：
[0022] 1.糖類化合物在自然界中大量存在。由于含有多個徑基，因此運些化合物在水中 的溶解度很大，還能提高其生物相容性而且糖類化合物無毒無害，不會對環境造成二次污 染。結合糖類化合物的巧光配體具有無毒性和高溶解性。
[0023] 2.本發明提供的水溶性糖類巧光分子與經過試驗，氣離子作用后會引起巧光強度 和溶液顏色的巨大變化，不需要借助儀器，通過顏色變化便可W快速定性定量檢測出樣品 中氣離子，可用于水中和生物組織內氣離子的快速定性檢測，特別適用于現場實時檢測。
[0024] 3.合成的水溶性糖類巧光分子具有高選擇性，高靈敏度，在純水中的檢測限為 0. 2〇111邑/1，實際水樣中的檢測限可W達到0. 38mg/L。肉眼檢測限正好是W冊，抓的推薦的 1. 5mg/L的飲用水標準。就能快速判斷水體中氣離子是否超過飲用水水質標準。
【附圖說明】
[0025] 圖1巧光探針對氣離子的選擇性實驗結果圖
[0026] 大圖表示氣離子和其他離子隨著波長的改變巧光強度的變化；小圖表示當氣離子 巧光強度最強時即520nm波長下每種離子的巧光強度；
[0027] 圖2巧光探針加入各種離子溶液后的顏色變化；
[0028] 圖3氣離子濃度與巧光強度之間的關系圖
[0029] 大圖表示在氣離子濃度區間為0-1. 4mM時不同波長下的巧光強度；小圖表示氣離 子濃度與巧光強度之間的線性關系；
[0030] 圖4巧光探針加入不同濃度的氣離子溶液后的顏色變化
【具體實施方式】
[0031] 下面結合實施例對本發明做進一步說明，下列實施例中未注明具體條件的實驗方 法，通常按照本領域的公知手段。
[0032] 旋光度在25°C時用Perkin-Elmer241MC自動旋光儀測得。IHNMR由Br址erARX 400在CDCI3中測得，W四甲基娃為內標。質譜采用VGPLATFORM質譜儀，用ESI技術進樣。 薄層色譜CTLC)由HF254硅膠板上用30% (v/v)的硫酸甲醇溶液或紫外0JV)檢測器檢測。 柱色譜采用100-200目的硅膠，用乙酸乙醋-石油酸化0-90°C)作為淋洗液，溶液在小于 60°C時減壓蒸饋，W下未特別說明的化合物都是可商購或可參照文獻制備的物質。 陽〇3引實施例1:
[0034] 水溶性糖類巧光分子探針的制備過程如下所示：
[0036]將化合物 3(1. 〇g，2. 7mmol)和咪挫 0). 5g，8.Immol)溶解在干燥的CHsClzde血） 中，氮氣條件下像溶液中加入叔下基二苯基娃基燈抓PSCia. 2g，4.Immol).上述溶液室溫 下攬拌化。加入水終止反應，用CHzClz(SOmL)萃取，收集有機相，干燥，濃縮，柱色譜分離 (4 : 1石油酸-乙醇）得到粉末狀固體化合物4(1. 4g，85%)。檢測化合物4的旋光度、 分子量結果如下：[(]D25-14(c2. 4,CHC13) ;1HNMR(CDC13,400MHz) 5 燈MS，ppm) :1. 10(s， 9H，（CH3)3C)，2. 54(s，lH，CH三CCH20)，4. 69(s，2H，CH三CCH20)，6. 42-6. 45(m，lH)，6. 49-6. 52 (m，IH)，6.62-6. 69 (m，3H)，6.79 (s，IH)，7. 14 (d，IH，J = 7. 5)，7. 37-7. 47 (m， 6H)，7. 57-7. 66(m，2H)，7. 70-7. 72(m，4H)，7. 98(d，lH，J = 7. 5).13CNMR(CDC13，100 MHz) 5 (TMS，卵m) :19. 32,26. 33(3C)，55. 81,76. 05,77. 76,82. 89, 101. 91，107. 33, 111. 77， 111. 89,112. 01，116. 20,123. 82,124. 79, 126. 63,127. 83巧C)，128. 70, 128. 98,129. 54， 130. 04,132. 06,