一种检测H2S的近红外荧光探针及其制备与应用

本发明涉及荧光探针领域，尤其是涉及一种检测h2s的近红外荧光探针及其制备与应用。

背景技术：

1、在超分子化学中人工阴离子受体的设计和开发引起了极大的重视。阴离子的检测和分析已广泛应用于环境科学、医药科学和生物医学等各个领域。硫化氢(h2s)在维持血管舒张、胰岛素释放、调节炎症以及神经元兴奋性等生理过程扮演着至关重要的作用。过量h2s会导致帕金森病、唐氏综合征、阿尔茨海默病和肝硬化等多种疾病。此外，h2s广泛存在富含有机硫的食物中，并且作为食品腐烂标志物释放臭鸡蛋气味。因此，开发新颖硫化氢荧光分子探针用于食品安全和生理环境是化学与传感领域研究的热点之一。

2、近年来，阴离子荧光探针由于其选择识别性好、检测灵敏度高、抗干扰能力强和操作简单而得到非常广泛的应用。荧光探针检测阴离子的主要原理是借助于荧光光谱仪器，通过观察阴离子与荧光探针分子之间发生的特异性反应，从而导致荧光分子结构上发生变化，最终通过这种荧光信号的改变来实现对阴离子的定量及定性分析。目前，基于h2s诱导的硫解机理设计的荧光探针较多，但同时具有水溶性好、低检测限、反应时间快的探针较少。开发一种能使分子间硫解转化为高效的分子内快速硫解的方法尤为重要。

3、喹啉荧光团由于其分子具有半刚性结构、含有氮杂环、水溶性良好，常被用于药物合成以及光学材料等领域。但是喹啉荧光团共轭面小、激发波长短等缺点，作为荧光探针检测分析物的识别性能较差，使其不能直接用于实际生活中。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种检测h2s的近红外荧光探针及其制备与应用。通过对喹啉结构进行分子修饰设计出一系列喹啉类荧光探针，在荧光团和识别位点之间引入苯环以增大探针分子共轭面，进而增加紫外吸收波长。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种荧光探针，具有式ⅰ所示的结构式，其化学名称为2-(5-((e)-2-(2,4-二硝基苯氧基)-5-((e)-2-(喹啉-2-基)乙烯基)苯乙烯基)-3,3-二甲基环己-1,5-二烯-1-基)-2-(2,4-二硝基苯基)丙二腈(dciq-2dnp)：

4、

5、一种荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

6、s1：将4-羟基间苯二甲醛与2-甲基喹啉反应，得到化合物1；

7、s2：将化合物1溶于有机溶剂中，后加入双氰基异氟尔酮及催化剂，反应，待反应完全后，冷却过滤、洗涤，得到化合物2；

8、s3：将化合物2溶于dmf中，加入k2co3搅拌，后分步加入2，4-二硝基氟苯，混合反应，待原料反应完全，萃取、洗涤有机层、干燥、过滤、真空浓缩、通过色谱纯化，即得到所述荧光探针，

9、

10、进一步的，步骤s2中，所述有机溶剂为乙腈，所述催化剂为哌啶。

11、进一步的，其特征在于，步骤s1中，所述4-羟基间苯二甲醛与2-甲基喹啉的投料摩尔比为：1:1-1.5。

12、进一步的，步骤s2中，所述化合物1、双氰基异氟尔酮的投料摩尔比为3.5-3.6mmol：5.3-5.4mmol。

13、进一步的，步骤s3中，所述化合物2、碳酸钾、2，4-二硝基氟苯、dmf的投料比为2.2-2.3mmol：5.6-5.7mmol：5.6-5.7mmol：20ml。

14、进一步的，步骤s1中，所述反应的温度为110-120℃、反应的时间为10-16h。

15、进一步的，步骤s2中，所述反应的温度为70-90℃、反应的时间为20-24h。

16、进一步的，步骤s3中，所述搅拌的时间为30-40min，所述混合反应的温度为室温、反应的时间为10-12h。

17、一种荧光探针的应用，该荧光探针用于检测溶液中的h2s。

18、进一步地，检测方法包括：将所述荧光探针溶解在dmso/pbs溶液中，对h2s进行测试，检测方法包括：将制备的荧光探针溶解在dmso中得到荧光探针溶液，后将荧光探针溶液加入到含有不同阴离子的分析物溶液，收集分析相应的紫外和荧光光谱图，检测h2s。

19、本发明的荧光探针是以苯乙烯延展喹啉共轭面骨架为荧光团，2,4-二硝基苯醚为识别位点，在dmf作为溶剂的条件下，在紫外光谱中，该荧光探针在340nm处有紫外吸收峰，加入hs-后，才会使340nm处的紫外吸收峰红移至440nm，且在612nm处出现新的紫外吸收峰，同时探针溶液由无色变为绿色。并而加入其它离子(f-，cl-，br-，i-，no3-，clo4-，h2po4-，s2-，oh-，aco-，scn-，hso4-，cn-，bf4-，hso3-，s2o32-)时探针dciq-2dnp紫外光谱和溶液颜色均没有变化。在荧光光谱中，体系中不含hs-时，探针无荧光发射峰，随着hs-离子浓度的不断增加(0-26当量)，探针dciq-2dnp在740nm处的荧光发射峰逐渐升高，当加入的hs-达到饱和(26当量)时，740nm的荧光发射峰不再变化，即探针dciq-2dnp与h2s反应达到饱和状态。

20、与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

21、本发明的荧光探针合成方法简便、原料简单易得，同时本发明得到的荧光探针对硫化氢的选择性好、灵敏度高，有良好的线性关系，在硫化氢的检测中具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种荧光探针，其特征在于，具有式ⅰ所示的结构式：

2.一种如权利要求1所述的荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述有机溶剂为乙腈，所述催化剂为哌啶。

4.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述4-羟基间苯二甲醛与2-甲基喹啉的投料摩尔比为：1:1-1.5。

5.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述化合物1、双氰基异氟尔酮的投料摩尔比为3.5-3.6mmol：5.3-5.4mmol。

6.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述化合物2、碳酸钾、2，4-二硝基氟苯、dmf的投料比为2.2-2.3mmol：5.6-5.7mmol：5.6-5.7mmol：20ml。

7.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述反应的温度为110-120℃、反应的时间为10-16h。

8.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述反应的温度为70-90℃、反应的时间为20-24h。

9.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述搅拌的时间为30-40min，所述混合反应的温度为室温、反应的时间为10-12h。

10.一种如权利要求1所述的荧光探针的应用，其特征在于，该荧光探针用于检测溶液中的h2s，检测方法包括：将制备的荧光探针溶解在dmso中得到荧光探针溶液，后将荧光探针溶液加入到待测溶液中，若溶液发出绿色荧光，证明含有hs-。

技术总结本发明涉及荧光探针领域，涉及一种检测H<subgt;2</subgt;S的近红外荧光探针及其制备与应用，本发明的荧光探针是以苯乙烯延展喹啉共轭面骨架为荧光团，2,4‑二硝基苯醚为识别位点，在DMF作为溶剂的条件下，在紫外光谱中，该荧光探针在340nm处有紫外吸收峰，加入HS<supgt;‑</supgt;后，才会使340nm处的紫外吸收峰红移至440nm，且在612nm处出现新的紫外吸收峰，并而加入其它离子时探针DCIQ‑2DNP紫外光谱和溶液颜色均没有变化。与现有技术相比，本发明具有对硫化氢的选择性好、灵敏度高等优点。技术研发人员：刘传祥,周秋菊,谢敏棋,杨洁,周逸聪受保护的技术使用者：上海应用技术大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13