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一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子及其制备和应用   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。
2021-05-13
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。
2021-08-24
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。
2022-05-31
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。
2041-05-13
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202110521189.9 申请日 2021-05-13
公开/公告号 CN113214156B 公开/公告日 2022-05-31
授权日 2022-05-31 预估到期日 2041-05-13
申请年 2021年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 C07D221/14C09K11/06G01N21/64 主分类号 C07D221/14
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 7
权利要求数量 8 非专利引证数量 1
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证 1、CN 106568895 A,2017.04.19CN 106036881 A,2016.10.26CN 101379038 A,2009.03.04CN 1158994 A,1997.09.10JP 2014024783 A,2014.02.06TW 286362 B,1996.09.21CN 107478644 A,2017.12.15CN 112645877 A,2021.04.13CN 112683872 A,2021.04.20CN 112592283 A,2021.04.02CN 110643355 A,2020.01.03CN 108663478 A,2018.10.16CN 107631991 A,2018.01.26CN 107515198 A,2017.12.26苏文,等.淀粉鉴别方法研究进展《.粮食与油脂》.2016,第29卷(第01期),第15-17页. 程宗佳.饲料生产的质量管理方法及试验参数对动物生产性能的影响 (三)淀粉糊化度. 《饲料广角》.2005,(第22期),第24-25页. Aling Tang,等.1,8-Naphthalimide-basedhighly emissive luminogen withreversiblemechanofluorochromism and goodcell imaging characteristics《.TetrahedronLetters》.2018,第59卷(第40期),第3600-3604页.;
引用专利 被引证专利
专利权维持 1 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 井冈山大学 当前专利权人 井冈山大学
发明人 徐灵峰、彭昕康、刘利民、贺根和、孙心瑗、隋岩、黄伟、廖永辉、黄春芳 第一发明人 徐灵峰
地址 江西省吉安市青原区学苑路28号 邮编 343000
申请人数量 1 发明人数量 9
申请人所在省 江西省 申请人所在市 江西省吉安市
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。
广州致信伟盛知识产权代理有限公司 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。
彭玲
摘要
本发明公开了一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子及其制备和应用,该转子型荧光分子具有如下结构:,其结构中含有可自由旋转的苯环结构,对于淀粉糊化液中微区粘度的变化可以敏锐感知,并通过表观荧光信号释放的强弱来反映这种变化,具有很好的可视化检测效果;同时,其具有聚集诱导发光(AIE)特性,适合作为功能纳米粒子工具进行应用。本发明的转子型荧光分子适合用于淀粉糊化液中的复杂溶液环境,通过释放荧光信号来反应淀粉糊化过程中溶液微区粘度的变化,进而判断淀粉的糊化度,能够在淀粉糊化过程中对淀粉糊化度进行有效监控,有助于对食品加工工艺的改进。
  • 摘要附图
    一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子及其制备和应用
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    一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子及其制备和应用
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    一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子及其制备和应用
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  • 说明书附图:图8
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  • 说明书附图:图9
    一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子及其制备和应用
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-05-31 授权
2 2021-08-24 实质审查的生效 IPC(主分类): C07D 221/14 专利申请号: 202110521189.9 申请日: 2021.05.13
3 2021-08-06 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。
1.一种转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用,其特征在于,所述转子型荧光分子具有如下结构式:


2.根据权利要求1所述的转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用,其特征在于,所述转子型荧光分子的制备方法,包括如下步骤:
(1)将正丙胺溶于乙醇中,搅拌均匀,得到溶液1;
(2)将6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮溶于乙醇中,超声搅拌均匀,得到溶液2;
(3)在溶液2中加入碳酸钙,之后在反应体系中充入氮气,加热反应,逐滴滴加溶液1至反应体系中进行反应,待反应结束后,产物经萃取纯化,得到橙色粉末,即所述用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子。

3.根据权利要求2所述的转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用,其特征在于,所述步骤(1)中的正丙胺和所述步骤(2)中的6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑
1,3‑二酮的摩尔比为(1 10):1。
~

4.根据权利要求2所述的转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用,其特征在于,所述溶液1中的正丙胺的摩尔浓度为1 M 50 M;所述溶液2中的6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑~
苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮的摩尔浓度为1 M 10 M。
~

5.根据权利要求2所述的转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用,其特征在于,所述步骤(3)中的碳酸钙和6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮的摩尔比为(1 25):1。
~

6.根据权利要求2所述的转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用,其特征在于,所述步骤(3)中的反应温度为30℃ 78℃,反应时间为1h 48h。
~ ~

7.根据权利要求2所述的转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用,其特征在于,所述步骤(3)中的萃取纯化过程包括:将粗产物中滴加乙酸乙酯超声震荡均匀,然后再在其中滴加去离子水,超声震荡,之后再通过分液漏斗进行萃取,取有机相;将有机相用无水Na2SO4进行干燥,去除有机溶剂后,用硅胶色谱柱对粗产物进行提纯,干燥。

8.根据权利要求1所述的转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用,其特征在于,在检测时 所述的转子型荧光分子 的摩尔浓度为1 μM 100 μM。
~
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及功能食品应用技术领域,具体涉及一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子及其制备和应用。

背景技术

[0002] 淀粉,一种由基本单位葡萄糖通过α‑1,4糖苷键和α‑1,6糖苷键连接缩成的高分子碳水化合物。糊化(Gelatinization)是淀粉的一种关键特性,其主要是指当淀粉悬浮液受热后,淀粉颗粒容易吸水,颗粒内部结构中的非晶区和结晶区被水分子破坏,使得其结构发生不可逆的从有序态到无序态的转变,进而产生膨胀现象,最终形成均匀的粘稠糊状溶液。淀粉的糊化特性,在食品工业中有广泛应用,可通过淀粉糊化来改善食品的形态、口感和味道,例如菜肴汁液通过淀粉勾芡变得浓稠,口感味道更佳,增强食欲;另外,淀粉糊化后易被水、淀粉酶渗透到淀粉内部,有利于淀粉的水解,更容易被消化吸收。在含淀粉的食品加工过程中,加工温度、时间等工艺条件会影响淀粉的糊化度,而淀粉糊化度影响着最终产品的物理和感官特性、消化特性和营养特性,因此,加工过程中淀粉糊化度的控制是产品质量好坏的关键。
[0003] 目前,已开发出部分手段用于测定淀粉糊化度。中国专利201611250606.6公开了一种玉米淀粉糊化度的测定方法,主要是先添加淀粉酶来降解淀粉,然后通过淀粉指示剂进行滴定测得糊化度,该方法步骤繁琐,所需的化学试剂较多,且通过酶解法结合滴定存在较大误差,不利于精确测定糊化度;中国专利申请201710073838.7公开了一种饲料淀粉糊化度的检测方法,具体是将饲料样品和葡萄糖标准品通过色谱法进行对比,以此来判断饲料样品的糊化度,但是其前处理过程较为复杂,同时也需要用到大量化学试剂进行配制样品液,且色谱操作需要选择合适的色谱柱,控制柱温,以及选择合适的流动相,还需进行过筛等操作,步骤较多,不利于快速、高效的进行淀粉糊化度的测定;中国专利申请201710672065.4公开了一种淀粉糊化度和糊化温度的在线检测方法,采用了热台偏光显微镜和人工智能深度学习的手段来识别淀粉糊化度,监控淀粉糊化过程的形态变化,虽可降低人工视觉观察误差,但是其需要大量的编程以及对图片识别程序的不断精进,并且需要大量的淀粉糊化图片才能完成人工智能对淀粉糊化图片的深度学习过程,才能为后续的糊化图片的判断奠定基础,并且前处理包含制片(用胶头滴管吸取淀粉乳滴加得到样本片)、拍摄(采集大量图片)、构建数据库(基于Starch‑SSD方法构建特征数据库)、量化拟合出公式等操作,整个过程复杂,对人员软件算法要求较高,同时,构建数据库需要大量数据来获取,严重影响效率。基于此,亟待开发一种简单、快捷、通用的检测淀粉糊化度的方法。一般的,淀粉的糊化程度直接表现为淀粉糊化液表观粘度的变化,故考虑通过对淀粉糊化液粘度的测定,进而判断淀粉的糊化度,会是一个很好的研究方向。
[0004] 在功能材料领域,转子型荧光分子是一类在特定波长的外部光源激发下产生荧光信号用于特异性检测、成像等的有机功能分子。其具备专一性较好、检测灵敏度高、无损成像、制备简单且操作便捷等特点,广泛应用于分子级的实时监测领域。具体地,转子型荧光分子在低粘度溶液中通过分子中可以转动的结构耗散掉激发态能量,表现出非常弱的荧光,而在高粘度溶液中,其旋转受到限制,激发态能量转而通过辐射跃迁的方式耗散掉,从而释放出强荧光信号;此时,通过荧光信号的变化可反映其中溶液的粘度。这种可视化检测手段虽已在生物微环境、化学生物学等领域中成为有力的研究工具,但是鲜有将其用于淀粉糊化液粘度的检测。
[0005] 综上所述,若能够研究开发一种对淀粉糊化液粘度变化有较高敏感性的转子型荧光分子工具,可通过淀粉糊化液粘度的可视化检测,来实现快捷、高效的对淀粉糊化度的测定,从而能够对淀粉糊化过程进行有效监控,对于食品加工工艺的改进有重要意义。

发明内容

[0006] 为了克服现有技术的不足和缺陷,本发明的目的在于提供一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子,该转子型荧光分子中含有可自由旋转的苯环结构,对淀粉糊化液粘度变化具有高敏感度,能够对淀粉糊化液的微区粘度有较好的检测效果,从而可进一步判断其淀粉糊化度。
[0007] 本发明的另一目的在于提供上述转子型荧光分子的制备方法。
[0008] 本发明的再一目的在于提供上述转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用。
[0009] 本发明是通过以下技术方案实现的:
[0010] 一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子,具有如下结构式:
[0011] 。
[0012] 所述的转子型荧光分子为6‑(4‑(二苯胺基)苯基)‑2‑丙基‑1H‑苯并[de]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮,简称为DPPBID,分子式为C33H26N2O2,相对分子质量为482.20。
[0013] 本发明提供了上述用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子的制备方法,包括如下步骤:
[0014] (1)将正丙胺溶于乙醇中,搅拌均匀,得到溶液1;
[0015] (2)将6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮溶于乙醇中,超声搅拌均匀,得到溶液2;
[0016] (3)在溶液2中加入碳酸钙,之后在反应体系中充入氮气,加热反应,逐滴滴加溶液1至反应体系中进行反应,待反应结束后,产物经萃取纯化,得到橙色粉末,即所述用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子。
[0017] 所述的转子型荧光分子的制备反应原理如下所示:
[0018] 。
[0019] 优选的,所述步骤(1)中的正丙胺和所述步骤(2)中的6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮的摩尔比为(1 10):1。
~
[0020] 优选的,所述溶液1中的正丙胺的浓度为1 M 50 M;所述溶液2中的6‑(4‑(二苯胺)~苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮的浓度为1 M 10 M。
~
[0021] 优选的,所述步骤(3)中的碳酸钙和6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮的摩尔比为(1 25):1。~
[0022] 优选的,所述步骤(3)中的反应温度为30℃ 78℃,反应时间为1h 48h。~ ~
[0023] 优选的,所述步骤(3)中的萃取纯化过程包括:将粗产物中滴加乙酸乙酯超声震荡均匀,然后再在其中滴加去离子水,超声震荡,之后再通过分液漏斗进行萃取,取有机相;将有机相用无水Na2SO4进行干燥,去除有机溶剂后,用硅胶色谱柱对粗产物进行提纯,干燥。
[0024] 本发明所述的转子型荧光分子DPPBID为橙色无味的固体粉末,易溶于乙酸乙酯、四氢呋喃、乙腈、二甲基亚砜、丙酮等溶剂。该转子型荧光分子在常温下表观呈粉末状,其光稳定性和化学稳定性均较好,方便保存和后续长期使用。
[0025] 本发明还提供了上述的转子型荧光分子在淀粉糊化度检测中的应用。
[0026] 本发明提供的转子型荧光分子用于淀粉糊化度检测时,先将该转子型荧光分子溶解在乙腈中,制备成待测试母液;在进行测试时,吸取一定剂量的待测试母液稀释后将其注入需测试淀粉糊化度的淀粉糊化液中,控制最终所述转子型荧光分子的浓度为1μM 100μM,~通过荧光光谱仪测试其荧光强度,同时通过粘度计对所测试的淀粉糊化液的粘度进行客观的定量评价。
[0027] 所述的转子型荧光分子DPPBID的结构中包含一些可自由旋转的苯环结构,这些苯环结构在粘度较低的淀粉糊化液中可以自由旋转,通过机械运动的方式耗散掉激发态能量,表观荧光信号微弱;当淀粉糊化液的粘度增加时,转子型荧光分子的苯环结构旋转受到限制,转而通过辐射跃迁的方式耗散掉激发态能量,表观荧光信号增强。因此可作为淀粉糊化液环境微区粘度的可视化感知手段,进而判断淀粉糊化液中淀粉的糊化度,能够实现对淀粉糊化过程进行有效监控。
[0028] 本发明的转子型荧光分子DPPBID能够在460 nm的激发波长下,在609 nm附近发射出强烈荧光,另外,其具有聚集诱导发光(AIE)特性,在聚集状态下依旧能保持较高的荧光信号输出,特别适合作为功能纳米粒子在食品科学与工程中应用,用于淀粉糊化度的有效检测。具体检测机理示意图如附图1中所示。
[0029] 与现有技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:
[0030] (1)本发明提供的转子型荧光分子DPPBID,其结构中含有可自由旋转的苯环结构,对于淀粉糊化液中微区粘度的变化可以敏锐感知,并通过表观荧光信号释放的强弱来反映这种变化,具有很好的可视化检测效果;作为简单、高效的淀粉糊化度检测手段,能够在淀粉糊化过程中对淀粉糊化度进行有效监控,有助于对食品加工工艺的改进;
[0031] (2)本发明提供的转子型荧光分子DPPBID的发射波长为609 nm,其Stokes位移达到149 nm,光学性能优异,且其光稳定性和化学结构稳定性均较好,利于长期贮存和后续使用,适合用于淀粉糊化液中的复杂溶液环境,实现高效、简单的“激活型”的荧光检测,可根据释放的荧光信号来判断淀粉糊化程度;同时,其具有聚集诱导发光(AIE)特性,可在聚集态下使用,适合作为功能纳米粒子工具进行应用,特别是在食品科学与工程领域;
[0032] (3)本发明提供的转子型荧光分子DPPBID通过一步法进行制备,制备过程相对快捷、高效,产率较高,所需的原料来源丰富、简单易得,成本较低,且后处理过程无需复杂设备,操作便捷,有利于大规模生产和进一步商业推广。

实施方案

[0042] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,这些都属于本发明的保护范围。
[0043] 以下实施例制备用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子的合成反应机理如下所示:
[0044] 。
[0045] 实施例1
[0046] 一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子的制备方法,包括如下步骤:
[0047] (1)将59 mg的正丙胺溶于乙醇中,搅拌均匀,控制正丙胺的浓度为1 M,得到溶液1;
[0048] (2)将441 mg的6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮溶于乙醇中,超声搅拌均匀,控制6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮的浓度为1 M,得到溶液2;
[0049] (3)在溶液2中加入100 mg的碳酸钙,之后在反应体系中充入氮气,加热反应至78℃,逐滴滴加溶液1至反应体系中,反应48 h,待反应结束后,将粗产物中滴加乙酸乙酯超声震荡均匀,然后再在其中滴加去离子水,超声震荡,之后再通过分液漏斗进行萃取,取有机相;将有机相用无水Na2SO4进行干燥,通过旋转蒸发去除有机溶剂,用硅胶色谱柱用乙酸乙酯‑石油醚体系(乙酸乙酯/石油醚,V/V=1:5)对粗产物进行提纯,之后干燥得到390.42 mg粉末(产率81%),即得所述用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子DPPBID。
[0050] 通过核磁共振氢谱对该产物进行表征,1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.90 (d, J = 7.2, 4.4 Hz, 1H), 8.54‑8.44 (m, 2H), 8.10 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.75‑7.58 (m, 4H), 7.15 (dd, J = 8.2 Hz, 4H), 7.10‑6.95 (m, 6H), 4.15 (t, J = 2.2 Hz, 2H), 1.90 (t, J = 3.2 Hz, 2H), 1.18‑1.08 (m, 3H)。其中,化学位移位于8.90 ppm处对应的是1,8‑萘二甲酸酐上靠近三苯胺的质子特征峰,化学位移位于8.54‑8.44 ppm处对应的是1,8‑萘二甲酸酐上靠近酸酐处的质子特征峰,化学位移位于8.10 ppm处对应的是1,
8‑萘二甲酸酐上中间两个芳香环上的质子特征峰,化学位移在7.75‑7.58 ppm之间对应的是三苯胺上靠近1,8‑萘二甲酸酐的苯环上的质子特征峰,化学位移在7.15 ppm和7.10‑
6.95 ppm之间对应的是三苯胺上另外两个苯环上的质子特征峰,化学位移4.15 ppm对应的是正丙胺上靠近1,8‑萘二甲酸酐的亚甲基质子特征峰,化学位移1.90 ppm对应的是正丙胺上中间的亚甲基质子特征峰,化学位移在1.18‑1.08 ppm之间属于正丙胺上末尾甲基上的质子特征峰。其具体的核磁共振氢谱图如附图2所示。
[0051] 通过质谱验证该目标产物的相对分子质量,得到MS (ESI): m/z 482.2025[M]+,其质谱图如附图3所示。
[0052] 结合核磁和质谱的分析可以确定所合成的产物为目标的转子型荧光分子6‑(4‑(二苯胺基)苯基)‑2‑丙基‑1H‑苯并[de]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮,分子式为C33H26N2O2。
[0053] 实施例2
[0054] 一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子的制备方法,包括如下步骤:
[0055] (1)将295 mg的正丙胺溶于乙醇中,搅拌均匀,控制正丙胺的浓度为25 M,得到溶液1;
[0056] (2)将441 mg的6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮溶于乙醇中,超声搅拌均匀,控制6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮的浓度为5 M,得到溶液2;
[0057] (3)在溶液2中加入1200 mg的碳酸钙,之后在反应体系中充入氮气,加热反应至56℃,逐滴滴加溶液1至反应体系中,反应24 h,待反应结束后,将粗产物中滴加乙酸乙酯超声震荡均匀,然后再在其中滴加去离子水,超声震荡,之后再通过分液漏斗进行萃取,取有机相;将有机相用无水Na2SO4进行干燥,通过旋转蒸发去除有机溶剂,用硅胶色谱柱用乙酸乙酯‑石油醚体系(乙酸乙酯/石油醚,V/V=1:5)对粗产物进行提纯,之后干燥得到409.87 mg粉末(产率85%),即得所述用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子DPPBID。
[0058] 本实施例中所得转子型荧光分子DPPBID的核磁和质谱表征结果和实施例1中所得结果是相同的,可参照附图2和附图3。
[0059] 实施例3
[0060] 一种用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子的制备方法,包括如下步骤:
[0061] (1)将590 mg的正丙胺溶于乙醇中,搅拌均匀,控制正丙胺的浓度为50 M,得到溶液1;
[0062] (2)将441 mg的6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮溶于乙醇中,超声搅拌均匀,控制6‑(4‑(二苯胺)苯基)‑1H,3H‑苯并[de]异色烯‑1,3‑二酮的浓度为10 M,得到溶液2;
[0063] (3)在溶液2中加入2500 mg的碳酸钙,之后在反应体系中充入氮气,加热反应至30℃,逐滴滴加溶液1至反应体系中,反应1 h,待反应结束后,将粗产物中滴加乙酸乙酯超声震荡均匀,然后再在其中滴加去离子水,超声震荡,之后再通过分液漏斗进行萃取,取有机相;将有机相用无水Na2SO4进行干燥,通过旋转蒸发去除有机溶剂,用硅胶色谱柱用乙酸乙酯‑石油醚体系(乙酸乙酯/石油醚,V/V=1:5)对粗产物进行提纯,之后干燥得到395.40 mg粉末(产率82%),即得所述用于淀粉糊化度检测的转子型荧光分子DPPBID。
[0064] 本实施例中所得转子型荧光分子DPPBID的核磁和质谱表征结果和实施例1中所得结果是相同的,可参照附图2和附图3。
[0065] 实施例4
[0066] 转子型荧光分子DPPBID的光学性能测试。
[0067] (1)转子型荧光分子DPPBID的聚集诱导发光特性测试:
[0068] 将0.96 mg转子型荧光分子DPPBID(实施例1中制备所得)溶于适量乙腈中,配制成待测试母液。
[0069] 测试时,待测试母液用去离子水进一步稀释,得到DPPBID功能粒子的纳米分散液,可通过动态光散射测得其粒径,如附图4所示,从附图4中可以看出,DPPBID功能粒子在水中呈现典型的粒子态,其粒径分布在100 nm附近。
[0070] 再配制成不同体积分数比例的乙腈/水的混合溶液(其中去离子水的体积分数为0%‑99%),控制其中的转子型荧光分子DPPBID的浓度为10 μM,之后在室温下进行测试,测试时总体积为3 mL,设置外部光源的激发波长为460 nm,所测得的荧光光谱如附图5所示,相应的荧光强度随去离子水添加的体积分数变化的规律如附图6所示。从附图5可以看出,当混合溶液体系中水的体积分数低于60%时,溶液所释放的荧光强度很微弱,这可能是溶液中的乙腈比例高,该转子型荧光分子DPPBID充分溶解在混合溶液中,其芳环结构能够通过自由旋转方式消耗激发态能量,导致荧光释放微弱;随着去离子水的体积分数进一步升高,溶液的荧光强度显著增强,当水体积分数达到99%时,荧光强度达到最大值,这可能是因为溶液中乙腈比例降低,转子型荧光分子DPPBID在混合溶液体系中的溶解度逐渐下降,容易聚集在一起,形成聚集态分子,其芳环结构旋转受到抑制,激发态能量通过辐射跃迁的方式耗散,荧光信号释放显著。上述现象说明该转子型荧光分子DPPBID具有典型的聚集诱导发光特性。另外,附图6中也显示了荧光强度随着混合溶液中水体积分数增加而增强的量化规律,直观的显示了上述荧光强度的变化过程。
[0071] (2)转子型荧光分子DPPBID对粘度的响应测试:
[0072] 配制丙三醇/甲醇混合溶液,其中丙三醇的体积分数范围为0%‑99%,测试在室温下进行,保持测试的总体积为3 mL,设置外部光源的激发波长为460 nm,测试所得的荧光强度随粘度变化的荧光光谱如附图7所示。一般地,在室温下,甲醇的粘度仅为0.6 cp,但是丙三醇的粘度高约945.0 cp,两者的粘度差距大,但可以互溶,通过调整两者的体积分数能够有效调节混合溶液的粘度。从附图7中可以看出,当丙三醇体积分数逐渐增加时,其荧光强度也随着逐渐增强,特别地,当混合溶液中的丙三醇体积分数达到80%时,测试溶液的荧光强度显著增强,并且随着丙三醇体积分数的进一步上升,其荧光强度大幅上升,对比仅添加甲醇的溶液体系,其荧光强度增强了86倍。另外,粘度的对数函数和荧光强度的对数函数的关系呈线性关系,具体如附图8所示。从附图8中可以看出,本发明提供的转子型荧光分子DPPBID能够对溶液的微区粘度有较高的敏感度,进一步的,通过Förster‑Hoffmann方程可得到该转子型荧光分子DPPBID对粘度的敏感系数为0.69,拟合可决系数达到0.99。综合附图7和附图8的测试结果,可以发现本发明提供的转子型荧光分子DPPBID对溶液的微区粘度有较好的检测效果,对于淀粉糊化液粘度有较高的适用性,可作为其淀粉糊化度的辅助判断依据之一。
[0073] 实施例5
[0074] 转子型荧光分子DPPBID针对淀粉糊化度的检测:
[0075] 选用相同水体积分数、分别在不同温度(95℃ 100℃)下处理不同时间(0 2.5 h)~ ~的玉米淀粉糊化液作为待测对象。
[0076] 将4.82 mg的转子型荧光分子DPPBID(实施例1中所得)溶于一定体积的二甲基亚砜中,得到待测试母液。具体测试时,将上述转子型荧光分子DPPBID待测试母液进一步稀释,添加到上述不同糊化程度的玉米淀粉糊化液中,控制其中的转子型荧光分子DPPBID的浓度为10 μM,设置外部光源的激发波长为460 nm,在室温下进行荧光强度测试,所测得的荧光强度在不同玉米淀粉糊化液中的变化规律如附图9所示。从附图9的测试结果中可以看出,在相同温度下,随着处理时间的增长,其淀粉糊化度逐渐上升,粘度逐渐上升,表现在荧光强度上逐渐上升,同时,随着糊化温度的升高,其荧光强度也进一步增强,表明其糊化度也在进一步上升。该测试结果显示本发明提供的转子型荧光分子DPPBID能够充分感知玉米淀粉在不同温度下、不同处理时间下的糊化程度的变化,可通过荧光信号的释放来检测淀粉在糊化过程中的微区粘度变化,从而对该糊化过程的淀粉糊化度进行可视化的感知,这对于食品加工工艺的改进研究具有重要意义。
[0077] 本发明提供了一种转子型荧光分子6‑(4‑(二苯胺基)苯基)‑2‑丙基‑1H‑苯并[de]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮(DPPBID),其结构中含有可以自由旋转的苯环,可以充分感知溶液的微区粘度变化,并通过表观荧光信号的释放来反映这种变化。测试结果显示,本发明的转子型荧光分子DPPBID对于淀粉糊化液的粘度有很好的可视化检测效果,可作为淀粉糊化液中的淀粉糊化度的辅助判断依据;同时,其具有聚集诱导发光(AIE)特性,适合作为功能纳米粒子工具应用在食品科学与工程领域。本发明提供的转子型荧光分子DPPBID光学性能优异,其Stokes位移达到149 nm;且具有较高的光稳定性和化学稳定性,利于长期贮存和后续使用;该转子型荧光分子可通过一步法制备得到,操作简便,产率高,综合制备成本较低,适合工业化生产。

附图说明

[0033] 图1为本发明提供的转子型荧光分子DPPBID应用于淀粉糊化度检测(对淀粉糊化液的微区粘度进行检测)的机理示意图;
[0034] 图2为实施例1中所得转子型荧光分子6‑(4‑(二苯胺基)苯基)‑2‑丙基‑1H‑苯并[de]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮的核磁共振氢谱图;
[0035] 图3为实施例1中所得转子型荧光分子6‑(4‑(二苯胺基)苯基)‑2‑丙基‑1H‑苯并[de]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮的质谱图;
[0036] 图4为实施例4中纳米分散液中DPPBID功能粒子的粒径分布图;
[0037] 图5为实施例4中所述转子型荧光分子DPPBID在不同体积比例的乙腈/水混合液中的荧光光谱图;
[0038] 图6为实施例4中所述转子型荧光分子DPPBID在460 nm处不同体积比例的乙腈/水混合溶液中的荧光强度变化图;
[0039] 图7为实施例4中所述转子型荧光分子DPPBID在不同体积比例的丙三醇/甲醇混合溶液中的对粘度响应的荧光光谱图;
[0040] 图8为实施例4中所述转子型荧光分子DPPBID在460 nm处的荧光强度和相应溶液粘度的对数函数线性拟合图;
[0041] 图9为实施例5中所述转子型荧光分子DPPBID在不同淀粉糊化液中的荧光强度变化图。
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