基于苯并呋咱的离子荧光探针

冯锐鸿，曾惠文，陈志昕，吕 足，马立军

(华南师范大学化学学院，广州 510006)

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

仪器：荧光光谱仪(FL-4600，日本日立，采用的激发波长均为360 nm)、紫外-可见分光光谱仪(UV-2700，日本岛津，光路狭缝为2 nm、扫描范围为250～700 nm)、液相色谱-质谱联用仪(LCQ Deca XP MAX，美国赛默飞)、核磁共振波谱仪(Varian 400 MHz，美国瓦里安)、酸度计(雷磁PHS-3B,上海精密).

试剂：4-氯-7-硝基苯并呋咱、咪唑-4-甲醛、水合肼(体积分数为80%，全文同)、无水甲醇、氯仿、冰醋酸、二甲基亚砜等试剂均为分析纯，配制溶液用水均为去离子水.

1.2 探针的合成与表征

1.2.1 NBD-NH-NH2的合成 将NBD-Cl(0.439 2 g，2.20 mmol)溶解于10 mL氯仿中，加入80%(体积分数，全文同)水合肼，混合均匀，室温下搅拌4 h得到棕色沉淀，采用真空泵抽滤，滤饼经过乙酸乙酯洗涤3次，采用真空干燥箱烘干，得到棕色产物NBD-NH-NH2(0.325 7 g，1.67 mmol)，产率75.9%. 反应式如图1A所示.

图 1 NBD-NH-NH2与NBQ的合成路线

1.2.2 NBQ的合成 首先将NBD-NH-NH2(0.203 1 g，1.03 mmol)溶解在5 mL的无水甲醇中，再将咪唑-4-甲醛(0.111 3 g，1.16 mmol)的甲醇溶液缓慢滴加到装有NBD-NH-NH2的圆底烧瓶中，然后加入冰醋酸作催化剂，将反应混合物置于油浴锅中加热至65 ℃，搅拌回流4 h. 待反应结束后将反应混合物静置一夜直至有大量黑色沉淀析出，再将所得粗产物用布氏漏斗抽滤. 滤饼用冰甲醇洗涤3次，最后放入真空干燥箱烘干，得到紫红色产物NBQ(0.237 5 g，0.87 mmol)，产率84.5%. 反应式如图1B所示.

1.2.3 NBQ的表征 NBQ的ESI-MS质谱(甲醇为溶剂)数据：分子式C10H7N7O3，相对分子质量的计算值为271.21，实验值为271.83.1H NMR (400 MHz,DMSO-d6) 的特征峰归属：δ9.73 (s,1H),8.48 (d,J=7.7 Hz,1H),8.24 (d,J=48.7 Hz,1H),7.97～7.62 (m,3H),7.60 (s,1H).

1.3 溶液的配制

称取一定质量的NBQ，溶于DMSO中配制成浓度为5.0 mmol/L的母液. 取12.0 μL的母液加入到4 mL离心管中配制成浓度为20.0 μmol/L含20%(体积分数，全文同)DMSO的水溶液. 另外配制浓度为5.0 mmol/L的NaCl、NaHSO3、NaNO3、CH3COONa等水溶液.

2 结果与讨论

2.1 探针NBQ对的荧光识别

图2 向探针NBQ的溶液中加入不同浓度溶液后的荧光发射光谱

图3 向NBQ中分别加入和其他阴离子后溶液的荧光光谱

图4 向NBQ溶液中同时加入和其他干扰阴离子后荧光峰强度的变化

2.2 NBQ的工作曲线及其与结合常数

图5 NBQ与的Job’s曲线

图6 NBQ与的结合常数拟合以及检测灵敏度

2.3 探针NBQ对的紫外-可见光响应

图7 向NBQ溶液中加入不同浓度的紫外-可见光谱

图8 不同pH对探针NBQ缓冲溶液在加入后的荧光强度变化

2.5 探针NBQ与的结合模型

图9 探针NBQ与的结合示意图

3 结论