一种新型水合肼荧光比率探针的合成及应用研究

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一种检测水合肼荧光探针的合成与应用

一种检测水合肼荧光探针的合成与应用张琪;高潮;梁焕如;侯鹏【摘要】A fluorescent probe with high selectivity and sensitivity was synthesized for hydrazine determination in physioligical condition(pH 7.4) based on coumarin dyes.Structure of the probe was characterized by nuclear magnetic resonnce and high resolution mass spectrometry.A strong fluorescence imine coumarin was generated by using hydrazine attacking 4-butyrate to release phenolic oxygen anion and produce molecular inner reaction.With the addition of hydrazine(0-100 μm ol/L),the fluorescence intensity of the probe displayed a remarked enhancement(55 fold) in green spectral region(502 nm).The probe could be used to detect low concentration of hydrazine,with a detection limit of 1.7 × 10-7mol/pared with the other anions and nuclear reagents,this probe showed higher selectivity and sensitivity to recognize hydrazine.More importantly,the probe was successfully implemented to detect hydrazine in living cells,which proved that the hydrazine fluorescent probe has a potential capability in cell imaging.%基于香豆素类染料,设计合成了一种具有较高选择性和灵敏度,可在生理条件(pH 7.4)下检测水合肼的荧光探针,同时利用核磁共振和高分辨质谱对探针的分子结构进行了表征.基于水合肼进攻探针分子结构中的4-丁酸酯,生成酚氧负离子,同时发生分子内环化反应后生成具有强烈荧光的亚胺香豆素,实现了探针分子对水合肼的检测.光谱学研究表明,当向探针溶液加入水合肼(0 ～100μmol/L)后,探针溶液在绿色光谱区域(502 nm)呈现一个显著的荧光增强响应(增强至55倍).并且,探针可以检测相对较低浓度的水合肼,检出限为1.7×10-7mol/L.此外,相对于其他阴离子和亲核试剂,探针对水合肼的识别显示出较高的选择性和灵敏度.探针成功实现了细胞内水合肼的荧光成像,证明其在细胞成像中具有潜在的应用能力.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2017(036)007【总页数】4页(P937-940)【关键词】荧光成像;合成;香豆素;荧光探针;水合肼【作者】张琪;高潮;梁焕如;侯鹏【作者单位】齐齐哈尔医学院药学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔医学院药学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔医学院药学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔医学院药学院,黑龙江齐齐哈尔161006【正文语种】中文【中图分类】O657.3;O623.752肼(NH2NH2)是无色易燃液体,具有较强的毒性且不稳定。

一种基于三氰基二氢呋喃的可视化检测水合肼的荧光探针的合成方法及应用[发明专利]

专利名称：一种基于三氰基二氢呋喃的可视化检测水合肼的荧光探针的合成方法及应用
专利类型：发明专利
发明人：杨小凤,杜彦洁,于海银,周晓燕,宋维佳
申请号：CN202210292026.2
申请日：20220322
公开号：CN114591305A
公开日：
20220607
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请公开了一种可视化检测水合肼的探针的合成方法及应用，所述的探针具有式Ⅰ所示结构本发明所涉及的探针以三氰基二氢呋喃为荧光团。

该合成过程简单，反应条件温和，易纯化，产率高，可以灵敏的检测出样品中的水合肼。

该探针在溶剂中呈黄色，加入水合肼后变为无色，裸眼可见，故通过颜色变化指示样品中的水合肼的存在。

该方法操作简单，造价低廉，在环境科学等领域具有重要的实际应用价值。

申请人：济南大学
地址：250022 山东省济南市市中区南辛庄西路336号济南大学
国籍：CN
代理机构：宿州智海知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：董慧玲
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荧光比率探针及其应用研究进展

荧光比率探针及其应用研究进展荧光比率探针的设计与合成是实现其应用的关键。

目前，常用的方法有：分子间电荷转移（intramolecular charge transfer, ICT）和分子内环境变化（intramolecular environment change）两种策略。

ICT策略中，通过调整分子的范德华体积相互作用或空间构型的改变来实现荧光比率的变化；而环境变化策略则是通过分子内部特定的功能部分与靶物质之间的相互作用引发荧光强度或波长的变化。

荧光比率探针的应用研究涉及多个领域。

在生物医学中，荧光比率探针可以用于生物标记、细胞成像和疾病诊断。

以DNA为例，荧光比率探针能够在不同荧光波长下对DNA进行特异性的检测和定量分析，应用于基因测序、核酸适体结构和功能研究等。

在环境监测领域，荧光比率探针可以应用于水质、大气和土壤等环境中的污染物的检测和监测。

例如，通过改变探针分子的结构或环境，使其对其中一种特定污染物具有选择性响应，能够实现对该污染物的灵敏快速检测。

在食品安全领域，荧光比率探针可以用于食品中有害物质的检测，如农药残留物、重金属离子和食品添加剂等。

除了上述领域外，荧光比率探针在其他领域中也得到了广泛的应用。

例如，在材料科学中，荧光比率探针可以用于材料的制备和表征。

通过在材料中引入荧光比率探针，可以实现对材料性质和结构的准确表征和监测。

此外，在光电子学和光学材料领域，荧光比率探针也被用于光电器件的制备和性能的研究。

以染料敏化太阳能电池为例，荧光比率探针可以用于对光敏染料吸附量、电子转移过程和光电转化效率等进行评价。

总的来说，荧光比率探针具有灵敏度高、选择性好和响应快的优势，可应用于生物医学、环境监测、食品安全、材料科学等领域。

随着新材料和新方法的不断发展，以及对荧光比率探针应用研究的深入，相信荧光比率探针在更多领域将发挥重要作用。

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基）苯基＿４一氧代戊酸甲酯（ＨＢＴ．ＲＣＯ），通过质谱（Ｍｓ）和核磁共振（ＮＭＲ）进行了结构表征．荧光光谱研究表明：在水
合肼存在下，探针ＨＢＴ—ＲＣＯ的荧光光谱显著红移，且显示出比率荧光光谱特征，最大荧光强度比值（，ｄ∞／１３）增强约
１４倍．利用厶／，与水合肼浓度的比例关系实现对水合肼的定量检测．关键词比率荧光探针；２一（苯并［ｄ］噻唑－２．基）苯基４．氧代戊酸甲酯；水合肼；激发态分子内质子转移
收稿日期：２０１５－０４－０７基金项目：国家自然科学基金资助项目（２１３７５０３７）通讯作者，Ｅ—ｍａｉｌ：ｈａｉｔａｏ—ｌｉ＠ｈｕｎｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
湖南师范大学自然科学学报
第３８卷
或者猝灭，很难消除背景干扰．比率荧光分析是利用荧光探针本身的发射波长处的荧光强度和与待测物反应后在另一发射波长处的荧光
一种新型水合肼荧光比率探针的合成及应用研究
பைடு நூலகம்
周秋兰，谷标，尹鹏，李海涛
（湖南师范大学化学化工学院，中国长沙４１００８１）
摘要基于激发态分子内质子转移的过程，设计合成了一种新颖的水合肼比率荧光探针一２一（苯并［ｄ］噻唑一２·
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８１，Ｃｈｉｎａ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＡｎｏｖｅｌｒａｔｉｏｍｅｔｒｉｃｈｙｄｒａｚｉｎｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅ，２一（ｂｅｎｚｏ［ｄ］ｔｈｉａｚｏｌ－２－ｙ１）ｐｈｅｎｙｌ－４－ｏｘｏｐｅｎｔａｎｏａｔｅ（ＨＢＴ·ＲＣＯ）ｗａｓｒａｔｉｏｎａｌｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｃｉｔｅｄｓｔａｔｅｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｐｒｏｔｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓ（ＥＳＩＰＴ）．ＴｈｅｐｒｏｂｅｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＭＳ）ａｎｄＮｕｃｌｅａｒＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ（ＮＭＲ）．Ｍｏｒｅｉｍｐｏｒ— ｔａｎｔ，ｔｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｓｈｏｗｅｄａｒａｔｉｏｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｗａｒｄｈｙｄｒａｚｉｎｅ．Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｅｄｓｈｉｆｔ（９８ｎｍ）ｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｐｅａｋｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｈｙｄｒａｚｉｎｅａｎｄｔｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｖａｌｕｅ（，４８３／，３８５）ｅｎｈａｎｃｅｄａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ
１４ｔｉｍｅｓ．Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒａｚｉｎｅｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅａｓ—ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｐｒｏｂｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓｒａｔｉｏｍｅｔｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅ；２．（ｂｅｎｚｏ［ｄ］ｔｈｉａｚｏｌ一２一ｙ１）ｐｈｅｎｙｌ－４－ｏｘｏｐｅｎｔａｎｏａｔｅ；ｈｙｄｒａｚｉｎｅ；ｅｘｃｉｔ—
中图分类号０６５７．３
文献标识码Ａ
文章编号１０００—２５３７（２０１５）０３４３０４７－０６
ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａＮｅｗＲａｔｉｏｍｅｔｒｉｃＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＰｒｏｂｅｓｆｏｒＨｙｄｒａｚｉｎｅ
ＺＨＯＵＱｉｕ—ｌａｎ，ＧＵＢｉａｏ，ＹＩＮＰｅ凡ｇ，ＬＩＨａｌ—ｔａｏ
２０１５年５月第３８卷第３期
湖南师范大学自然科学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｏｆＨｕｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ＤＯＩ：１０．７６１２／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－２５３７．２０１５．０３．００９
Ｖｏ１．３８Ｎｏ．３Ｍａｙ，２０１５
ｅｄｓｔａｔｅｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｐｒｏｔｏｎｔｒａｎｓｆｅｒ
肼（ＮＨ）常用作火箭推进剂、电池燃料以及有机合成４。．然而，肼易渗透皮肤组织或经口腔进人人体，破坏组织器官和神经系统．美国环保署规定肼的阈值为１０ｐｐｂ』．我国国家环境标准规定地面水和渔业水中肼的最高允许质量浓度１０．０ＬＪ．
基于激发态分子内质子转移机理（ＥＳＩＰＴ），我们开发设计出一种水合肼荧光探针，该探针中２．（２一羟基苯基）苯并噻唑（ＨＢＴ）的羟基被乙酰丙酸保护起来，加入水合肼之后，与之发生环化和消除反应，探针荧光发生变化，最大吸收峰红移，而且紫外激发下呈现黄绿色荧光，从而可以实现对水合肼的比率荧光检测．
强度的比值作为检测信号来检测物质的一种方法．由于比率荧光探针以两个波长处荧光强度的比值作为信号参量，可以减少因探针浓度、设备以及样品环境等因素不可避免引起的误差，进而提高了选择性、灵敏度，在一定程度上解决了传统采集单一波长信号的探针分子存在的缺陷．
肼的检测方法很多，如：气相色谱法、高效液相色谱法和电化学检测等，但是，这些方法设备昂贵，操作繁琐．荧光光谱分析因其具有高效、快速、灵敏度高等特点深受关注 ¨ Ｊ．如Ｃｈｏｉ＿２０等设计出一种以香豆素为荧光团的基于光诱导电子转移（ＰＥＴ）的ｏｆｆ－ｏｎ型荧光探针用于肼的检测．但大多荧光探针都是单一的荧光增强