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1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针及其在铁离子检测中的应用   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。
2021-03-01
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。
2021-07-13
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。
2041-03-01
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202110227912.2 申请日 2021-03-01
公开/公告号 CN113024595B 公开/公告日 2022-05-31
授权日 2022-05-31 预估到期日 2041-03-01
申请年 2021年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 C07F7/21C09K11/06G01N21/64 主分类号 C07F7/21
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 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 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 桂林理工大学 当前专利权人 桂林理工大学
发明人 邓卫星、周凯丽、彭锦雯、徐旭、刘远立、余传柏 第一发明人 邓卫星
地址 广西壮族自治区南宁市安吉大道15号 邮编 530001
申请人数量 1 发明人数量 6
申请人所在省 广西壮族自治区 申请人所在市 广西壮族自治区南宁市
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。
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。
摘要
本发明公开了一种用于三价铁离子检测的3,5,7‑三甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针。1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷改性后的环丙沙星具有明亮的绿色荧光,在Fe3+离子出现时,产生荧光猝灭,从而实现对Fe3+的检测。1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针结构式为:本发明提供的荧光探针在对铁离子检测时,具有较高灵敏度,抗其他金属离子干扰的能力,对Fe3+选择性好、检测限低等特点。
  • 摘要附图
    1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针及其在铁离子检测中的应用
  • 说明书附图:abs-1
    1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针及其在铁离子检测中的应用
  • 说明书附图:图1
    1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针及其在铁离子检测中的应用
  • 说明书附图:图2
    1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针及其在铁离子检测中的应用
  • 说明书附图:图3
    1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针及其在铁离子检测中的应用
  • 说明书附图:图4
    1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针及其在铁离子检测中的应用
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 2021-09-28 著录事项变更 申请人由桂林理工大学变更为桂林理工大学 地址由541004 广西壮族自治区桂林市七星区建干路12号变更为530001 广西壮族自治区南宁市安吉大道15号
3 2021-07-13 实质审查的生效 IPC(主分类): C07F 7/21 专利申请号: 202110227912.2 申请日: 2021.03.01
4 2021-06-25 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。
1.一种用于铁离子检测的荧光探针,其分子结构式为:
命名为1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星D4H‑HBC。

2.根据权利要求1所述的一种用于铁离子检测的荧光探针,其特征在于,用于铁离子检测的1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星由甲基丙烯酸羟乙基环丙沙星HBC与四甲基环四硅氧烷通过硅氢加成反应得到。

3.根据权利要求2所述的一种用于铁离子检测的荧光探针,其特征在于,所述化合物HBC的分子结构式为:

4.根据权利要求2所述的一种用于铁离子检测的荧光探针,其特征在于,化合物四甲基环四硅氧烷的分子结构式为:

5.根据权利要求2所述的一种用于铁离子检测的荧光探针,其特征在于,合成具体方法为:在苯甲醚中加入1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷与化合物HBC并置于两口瓶中,升温至80℃;加入催化剂反应8h;反应结束后减压蒸馏获得的粗产物,使用层析柱分离提纯,得到黄色固体化合物1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星,反应如下:

6.根据权利要求2所述一种用于铁离子检测的荧光探针,其特征在于,化合物HBC与1,
3,5,7‑四甲基环四硅氧烷的摩尔比为1:(2~4)。

7.根据权利要求2所述一种用于铁离子检测的荧光探针,其特征在于,催化剂为质量浓度为1%的氯铂酸的异丙醇溶液,氯铂酸与1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷的摩尔比为(0.01‑
0.05):1。

8.根据权利要求1‑7任意一项所述的一种用于铁离子检测的荧光探针的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针溶解于乙醇中,荧光探针的浓‑4
度为1*10 mol/L,得到荧光探针溶液;在380nm光源激发下,测定其在发射波长为521nm处的荧光强度I0;
(2)取荧光分子探针溶液2mL,向其中加入10μL的待测样品,混合均匀,得到样品溶液,在380nm光源激发下,测定样品在发射波长为521nm处的荧光强度I;
3+
(3)当I/I0≤0.8时,则可判定样品中含有Fe 。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及荧光传感技术领域,具体涉及一种荧光探针及其在铁离子检测中的应用。

背景技术

[0002] 铁是人体中不可或缺的微量元素,是血红蛋白的重要组成部分,而血红蛋白在生命体中承担着运输氧气的功能。此外,铁元素在人体中参与各种免疫系统及酶的构成。体内铁元素的缺乏会引起缺铁性贫血、细胞供养不足、人体疲劳倦怠,同时会导致人体免疫力下降。儿童时期缺铁则会影响儿童的心理活动及智力发育,并且过程不可逆。人体内铁元素过量则会导致肝脏中铁过载,引起肝纤维化及肝细胞瘤等疾病,甚至会导致机体氧化‑抗氧化系统失衡,直接损伤DNA进一步诱发细胞突变。铁在自然环境中也广泛存在,各种动植物、食物、药物、土壤、江河湖泊中都含有一定的铁。基于铁污染对环境的长期性、对人体健康影响的隐蔽性等特点,做好铁的检测工作,为污染的防治和提高人的身体素质奠定基础尤为重要。
[0003] 目前,对于Fe3+的检测主要包括原子吸收光谱法、发射光谱法、高效液相色谱法以及电感耦合等离子体法等,但由于这些技术普遍存在高成本、操作复杂、检测耗时长、仪器3+
大型化等缺点,限制了其在现场检测Fe 的应用。而荧光检测法因其操作简便、响应迅速、选
3+
择性高等优点备受关注。已报道的用于Fe 检测的荧光小分子材料主要包括罗丹明类分子、四苯基乙烯类分子、喹啉类分子及BODIPY分子等,但是这些荧光小分子材料在检测铁离子
2+ 3+
过程中存在无法排除其他金属离子例如Zn 的干扰缺陷,并且对Fe 的检测限较高。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种荧光探针及其在铁离子检测中的应用。本发明提供的3+
荧光探针灵敏性高、选择性好、毒性小,检测限低,适用于对Fe 的特异性检测。
[0005] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
[0006] 一种用于铁离子检测的1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星(D4H‑HBC)荧光探针,其结构式如下:
[0007]
[0008] 用于铁离子检测的1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星由甲基丙烯酸羟乙基环丙沙星(HBC)与四甲基环四硅氧烷通过硅氢加成反应得到。
[0009] 化合物HBC的分子结构式为:
[0010]
[0011] 化合物四甲基环四硅氧烷的分子结构式为:
[0012]
[0013] 合成具体方法为:在苯甲醚中加入1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷与化合物HBC并置于两口瓶中,升温至80℃;加入催化剂反应8h;反应结束后减压蒸馏获得的粗产物,使用层析柱分离提纯,得到黄色固体化合物1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星。反应如下:
[0014] 化合物HBC与1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷的摩尔比为1:(2~4)。
[0015] 催化剂为氯铂酸的异丙醇溶液(质量浓度为1%),氯铂酸与1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷的摩尔比为(0.01‑0.05):1。
[0016] 用于铁离子检测的1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0017] (1)将1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷基环丙沙星荧光探针溶解于乙醇中,荧光探针‑4的浓度为1*10 mol/L,得到荧光探针溶液;在380nm光源激发下,测定其在发射波长为521nm处的荧光强度I0;
[0018] (2)取荧光分子探针溶液2mL,向其中加入10μL的待测样品,混合均匀,得到样品溶液,在380nm光源激发下,测定样品在发射波长为521nm处的荧光强度I;
[0019] (3)当I/I0≤0.8时,则可判定样品中含有Fe3+。
[0020] 本发明具有如下创新点和有益效果:
[0021] (1)本发明的荧光探针有良好的选择性和灵敏度,测试样品无需前处理;
[0022] (2)毒性很小,因此在化工、环境、生物医药等领域具有极高的应用价值。
[0023] (3)该荧光探针在识别Fe3+之后在pH值为酸性或中性范围内都能够显示荧光猝灭现象,该荧光分子探针识别响应非常迅速。

实施方案

[0028] 下面通过具体的实施例对本发明的技术方案做进一步详细地说明,但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
[0029] 实施例1:
[0030] 将1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷1.208mL(5.0mmol)溶于2mL的苯甲醚中置于50mL的两口瓶中,升温至80℃;加入120μL质量分数为1%的氯铂酸‑异丙醇溶液;将HBC 0.68g(1.25mmol)溶于20mL的苯甲醚中,逐滴加入至两口瓶中;在80℃反应8小时后;减压蒸馏,粗产物使用层析柱分离提纯,得到橙黄色固体,即为化合物D4H‑HBC。
[0031] 实施例2:
[0032] 将1,3,5,7‑四甲基环四硅氧烷0.604mL(2.5mmol)溶于2mL的苯甲醚中置于50mL的两口瓶中,升温至80℃;加入120μL质量分数为1%的氯铂酸‑异丙醇溶液;将HBC 0.68g(1.25mmol)溶于20mL的苯甲醚中,逐滴加入至两口瓶中;在80℃反应8小时后;减压蒸馏,粗产物使用层析柱分离提纯,得到橙黄色固体,即为化合物D4H‑HBC。
[0033] 实施例3:
[0034] 测试实施例2制备的荧光探针与不同金属离子作用后的荧光发射光谱,具体方法如下:
[0035] 按荧光分子探针D4H‑HBC浓度为10‑4mol/L,将荧光分子探针D4H‑HBC加入到乙醇溶液中,再按金属离子的浓度为5μg/mL加入金属离子,测溶液的荧光发射光谱,其中金属离子3+ + 2+ 2+ + 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 3+ 2+ 2+ + + 3+ 2+
分别为Cr ,Ag ,Co ,Cu ,K ,Ni ,Cd ,Pb ,Ba ,Mg ,Al ,Ca ,Zn ,Na ,Li ,Ga ,Mn ,
3+
这些金属均不会造成荧光猝灭,当加入Fe 离子时,荧光强度猝灭到原来的1/7。因此,荧光
3+
分子探针D4H‑HBC对Fe 有良好的选择性和识别能力。
[0036] 实施例4:
[0037] 检测实施例2制备的荧光分子探针对Fe3+选择性的灵敏度,具体方法如下:
[0038] 按荧光分子探针D4H‑HBC浓度为10‑4mol/L,将荧光分子探针D4H‑HBC加入到乙醇溶3+ + 2+ 2+ + 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 3+ 2+
液中,先后加入浓度为5μg/mL的Cr ,Ag ,Co ,Cu ,K ,Ni ,Cd ,Pb ,Ba ,Mg ,Al ,Ca ,
2+ + + 3+ 2+ 3+
Zn ,Na ,Li ,Ga ,Mn ,这些混合离子一起,并不会造成荧光探针的荧光猝灭,当加入Fe离子时,荧光发生猝灭。因此,荧光分子探针D4H‑HBC对其他金属离子有很强的抗干扰能力
3+
和对Fe 离子良好的选择性。

附图说明

[0024] 图1为化合物D4H‑HBC的核磁图。
[0025] 图2为D4H‑HBC荧光探针在乙醇溶液中的荧光发射光谱图。
[0026] 图3为Fe3+对D4H‑HBC的荧光猝灭图
[0027] 图4为D4H‑HBC荧光探针抗其他离子干扰图
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