一种水溶性甲醛荧光探针的制备方法与流程

1.本发明涉及一种水溶性甲醛荧光探针的制备方法，属于化学与生物分析检测成像技术领域。


背景技术：

2.甲醛(化学式hcho，fa)是一种反应性羰基物质(rcs)，也称为蚂蚁醛，是一种无色气体，溶于有机溶剂，有刺激性气味，对人的眼睛，鼻子等有刺激作用，具有还原性能强，经常非法用于食品加工和保鲜。此外，根据相关研究，一方面，35％～40％的fa水溶液被非法用作食品防腐剂，通常用于蔬菜，水果，肉类和海鲜中；另一方面，fa是国际公认的致癌物。此外，由于fa不正确地添加到食品中，这将导致fa残留在食品中。一旦人体摄入大量含有过量fa的食物，就会在人体中异常蓄积并引起多种疾病，包括哮喘，慢性肝病，心脏病，老年痴呆症和癌症。因此，开发一种简便，快速的食品领域和生物系统中fa检测方法具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的之一是提供一种合成简单，反应条件温和，成本较低的荧光探针；目的之二合成一种高灵敏度，高选择性，能实现用荧光法快速便捷的检测食品中的甲醛。
4.本发明使用荧光法检测食品中的甲醛，以具有水溶性的羧基与萘酰亚胺设计探针，肼为甲醛的识别基团。
5.本发明解决问题采取的技术方案为，一种荧光法检测甲醛的水溶性荧光探针，其分子结构式为式i所示，该荧光探针的合成路线如图1所示。
6.(1)具体制备方法包含下面两个步骤：将4-溴-1，8-萘酐和甘氨酸加入反应器中，加入适量的乙醇做溶媒，在室温下搅拌反应，用薄层色谱法跟踪反应，直到4-溴-1，8-萘酐完全消失为止，把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，待固体析出后，抽滤并用冷水洗涤3次，得到的白色固体用恒温干燥箱干燥，无需进一步纯化直接用于下一步；(2)将上一步所得的粗产物，水合肼加入反应瓶中，加热回流，用薄层色谱法跟踪反应，直到上步的所得到的原料完全消失为止。把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，待固体析出后，抽滤并用冷水洗涤3次，得到的黄色固体用恒温干燥箱干燥，无需进一步纯化。在本说明书的实施例中更详细的说明了探针的合成和检测方法。
7.本发明的荧光探针使用方法如下，将探针分子溶解在ph7.4的pbs缓冲溶剂中，在室温下进行测试。当加入甲醛时，肼基团可以快速的与甲醛发生化学反应，使荧光信号增强，探针与甲醛的响应机理如下：
8.本发明的荧光探针的具体特征如下，探针本身无明显的荧光发射信号，但是与甲醛作用后，探针分子在525nm处有明显的荧光增强信号，荧光强度增强了60倍。
9.本发明所述的探针分子具有合成简单，合成成本低，对甲醛具有高灵敏度，高选择性，且能实现用荧光法快速便捷的检测食品中的甲醛。
附图说明
10.附图1为可溶性甲醛荧光探针的合成路线。
11.附图2为可溶性甲醛荧光探针与h2s的响应机理图示。
12.附图3为(a)图二探针分子(1μm)对甲醛的响应的荧光谱图，甲醛(0-20μm)；(b)和(c)加甲醛前后的荧光图片。
13.附图4：(a)选择性实验,1微摩尔探针分子加入15微摩尔甲醛或者100微摩尔其它分析物。数字1到16分别是空白(探针分子)，s2o32-,s2o42-,s2o52-,so3-,gsh,cys,hcy,na2s,ca2 ,mg2 ,na ,k ,cu2 ,zn2 ,和fe3 ；(b)ph(4-9)对探针分子在加入硫化氢前后的影响；(b)ph值对探针检测甲醛的影响。
14.附图5为：食品中甲醛的检测视图。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例进一步说明本发明。下述实施例仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。除非特别说明，下述实施例中使用的原材料和设备为本领域常规使用的原材料和设备。
16.实施例1
17.本实施例提供一种可溶性甲醛荧光探针的制备方法。
18.本实施例可溶性甲醛荧光探针合成路线如图1所示；可溶性甲醛荧光探针与h2s的响应机理如图2所示。
19.本实施例具体包括以下步骤：
20.s1.产物1的合成：
21.0.277g(1.00mmol)4-溴-1，8-萘酐,0.3g甘氨酸和20ml乙醇加入到一个100毫升的圆底烧瓶中，装上循环冷凝光,混合物在室温下搅拌，用薄层色谱法跟踪反应，直到44-溴-1，8-萘酐完全反应为止。最后混合物倒入适量的冰水中，抽滤得到白色固体，固体用冷水洗涤3次，固体在恒温干燥箱中干燥，得到固体粗产品直接用于下步反应。。
22.s2.探针分子的合成：
23.10毫升80％的水合肼和上述合成的粗产物(0.334g,1mmol)在氮气保护下，回流反应12小时，最后溶液导入冰水混合物中，黄色固体减压抽滤，固体用冷水洗涤三次，然后固体在恒温干燥箱中干燥得到.1hnmr(400mhz,d6-dmso)δ:9.55(s,1h),8.45(d,1h),8.28(d,1h),8.27(d,1h),7.92(m,1h),7.17(d,1h),4.59(s,2h),3.79(s,2h)；13c nmr(100mhz,d6-dmso)δ:169.2,159.6,151.6,137.8,137.2,130.6,128.2,125.9,124.2,121.7,111.4,41.9；esi-ms:[c14h11n3o4] ，m/z,calcd:285.26,found:285.2.
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针对探针分子的检测，如图3～5所示。
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其中：
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附图3为(a)图二探针分子(1μm)对甲醛的响应的荧光谱图，甲醛(0-20μm)；(b)和(c)加甲醛前后的荧光图片。
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附图4：(a)选择性实验,1微摩尔探针分子加入15微摩尔甲醛或者100微摩尔其它分析物。数字1到16分别是空白(探针分子)，s2o32-,s2o42-,s2o52-,so3-,gsh,cys,hcy,na2s,ca2 ,mg2 ,na ,k ,cu2 ,zn2 ,和fe3 ；(b)ph(4-9)对探针分子在加入硫化氢前后的
影响；(b)ph值对探针检测甲醛的影响。
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附图5为：食品中甲醛的检测视图。


技术特征：
1.一种水溶性甲醛荧光探针的制备，其特征在于，其化学结构式如式(i)所示：2.一种权利要求1所述的一种水溶性甲醛荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.将4-溴-1，8-萘酐和甘氨酸加入反应器中，加入适量的乙醇做溶媒，在室温下搅拌，用薄层色谱法跟踪反应，直到4-溴-1，8-萘酐完全消失为止，把反应体系倒入冰水中，待固体析出后，抽滤并用冷水洗涤3次，得到的白色固体用恒温干燥箱干燥，无需进一步纯化直接用于下一步；s2.将上一步所得的粗产物，加入适量的80％的水合肼加热回流，用薄层色谱法跟踪反应，直到上步的所得到的原料完全消失为止。把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，待黄色固体析出后，抽滤并用冷水洗涤3次，得到的黄色固体用恒温干燥箱干燥，无需进一步纯化即得到目标探针用于甲醛的检测。3.一种权利要求1所述的一种水溶性甲醛荧光探针的制备方法的应用，其特征在于，用于食品和癌细胞甲醛的荧光检测和成像分析。

技术总结
本发明专利公开了一种水溶性甲醛荧光探针的制备方法。属于化学分析检测领域。其分子结构式如式I所示该荧光探针水溶性好、选择性强、抗干扰能力强和灵敏度高，可直接用于食品和癌细胞甲醛的快速检测，具有很好的应用前景。具有很好的应用前景。具有很好的应用前景。具有很好的应用前景。


技术研发人员：周礼义
受保护的技术使用者：中南林业科技大学
技术研发日：2020.07.01
技术公布日：2022/1/3