本發(fā)明屬于熒光探針，具體涉及一種鋁離子檢測熒光探針nho及其制備方法和應用。

背景技術：

1、鋁(al)是一種常見的有色金屬，具有良好的壓延性、耐磨性、抗腐蝕性、鑄造性，且有很好的常溫機械性，能與多種金屬制成性能優(yōu)良的合金。其廣泛分布于地殼和天然水體中，還被廣泛用于食品添加劑、水處理、包裝材料、藥品、炊具等。al3+過量不僅會導致生物神經(jīng)中樞系統(tǒng)中的酶、神經(jīng)遞質和神經(jīng)纖維發(fā)生畸變，還會對人體的骨骼、腎臟和肝臟等器官造成嚴重損害，導致帕金森綜合征等多種疾病的產(chǎn)生。因此，發(fā)展快速簡便且能定量檢測鋁含量的方法具有重要的應用價值。

2、氨基酸有多個n和o原子，易于與硬堿鋁離子絡合。同時，其與其它有機配體相比，不僅廉價、無毒，而且合成方法簡單。同時，將氨基酸連接到具有共軛體系的芳香族化合物上，易形成具有半剛性骨架的有機配體，這一方法可以有效的改變氨基酸的柔性，進而擴大氨基酸在構筑金屬–有機配合物中的應用。

3、原子吸收光譜法(aas)，二硫腙比色法，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，電感耦合等離子體質量探針以及電化學方法等是目前鋁離子檢測最有效的方法，但是這些方法需要昂貴的儀器，嚴謹?shù)膶嶒灄l件，樣品預處理比較復雜以及測量時間相對較長。相比較而言，基于有機小分子設計的熒光探針具有高選擇性，高靈敏度，檢測時間短，操作簡單，檢測成本低，毒性低以及可視化等優(yōu)點而備受關注。因此，設計開發(fā)高靈敏度、高選擇性以及低檢出限的al3+熒光探針具有重要的使用價值。基于熒光增強現(xiàn)象，使用智能手機應用程序為彩色溶液輸出捕獲圖像的rgb值?；谥悄苁謾C的比值傳感器可以利用樣品中的r/b值，給出線性范圍和檢出限，用于al3+的可視熒光定量。通過藍紅雙發(fā)射熒光，基于智能手機的熒光探針為現(xiàn)場、快速和靈敏地檢測復雜樣品中的al3+提供了一種經(jīng)濟、便攜和可靠的方法。

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種鋁離子檢測熒光探針nho，該熒光探針nho對鋁離子具有優(yōu)異的選擇性、低檢出限、響應時間短，而且肉眼可見的顏色變化，可以快速地現(xiàn)場檢測環(huán)境系統(tǒng)中微量的鋁離子。

2、本發(fā)明還提供了所述鋁離子檢測熒光探針nho的制備方法和應用。

3、技術方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種鋁離子檢測熒光探針nho，所述鋁離子檢測熒光探針nho以氨基酸衍生物和4-二乙基氨基水楊醛為熒光基團，且通過一步希夫堿縮合而制備，其結構如下式i所示：

4、

5、本發(fā)明所述的鋁離子檢測熒光探針nho的制備方法，包括如下步驟：

6、將馬尿酸和苯甲醛在乙酸酐和乙酸鉀存在下通過縮合反應得到中間體4-苯亞甲基-2-苯基-2-噁唑英-5-酮；然后以4-苯亞甲基-2-苯基-2-噁唑英-5-酮為原料和水合肼通過親核開環(huán)反應，得到最終目標原料(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺；以目標原料(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺和化合物4-二乙基氨基水楊醛通過縮合反應得到熒光探針nho(n-((z)-3-(2-(z)-4-(二乙基氨基)-2-羥基亞芐基)肼基)-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺)。

7、其中，所述鋁離子檢測熒光探針nho制備的反應路線如下所示：

8、

9、所述反應路線中：中間體為(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺(a)；4-二乙基氨基水楊醛(b)；n-((z)-3-(2-(z)-4-(二乙基氨基)-2-羥基亞芐基)肼基)-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺(nho)為本發(fā)明所述檢測鋁離子熒光探針分子。

10、其中，所述馬尿酸、苯甲醛、乙酸酐和乙酸鉀混合，然后加熱熔融，待反應完全后，將反應物料冷卻至室溫，再用飽和碳酸鈉洗滌固體，將粗產(chǎn)品用乙酸乙酯萃取，分液，干燥，減壓蒸餾除去溶劑，然后通過柱層析得到中間體4-苯亞甲基-2-苯基-2-噁唑英-5-酮。

11、其中，所述中間體4-苯亞甲基-2-苯基-2-噁唑英-5-酮和水合肼溶于有機溶劑甲醇中，然后加熱回流攪拌，待反應完全后將反應液冷卻至室溫后，減壓蒸餾除去有機溶劑后，通過柱層析得到目標原料(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺。

12、其中，所述(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺和4-二乙基氨基水楊醛溶解于有機溶劑乙醇中，將混合物料回流攪拌，反應完成后，將反應物料冷卻至室溫，減壓蒸餾除去溶劑，將粗產(chǎn)物通過重結晶純化，得到熒光探針nho。

13、本發(fā)明所述的鋁離子檢測熒光探針nho在檢測溶液中痕量鋁離子中的應用。

14、進一步地，所述鋁離子檢測熒光探針nho制備成熒光試紙在檢測溶液中痕量鋁離子中的應用。

15、本發(fā)明所述的鋁離子檢測熒光探針nho在檢測細胞中痕量鋁離子的應用。

16、本發(fā)明所述的鋁離子檢測熒光探針nho與智能手機聯(lián)合在實時、實地鋁離子檢測中的應用。

17、進一步通過，鋁離子檢測熒光探針nho與智能手機聯(lián)合可以快速檢測藥物中鋁離子含量

18、作為優(yōu)選，所述nho的制備過程包括：

19、(1)(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺(a)的制備

20、將馬尿酸、苯甲醛、乙酸酐和乙酸鉀混合，然后加熱熔融，待反應完全后，將反應物料冷卻至室溫，再用飽和碳酸鈉洗滌固體，將粗產(chǎn)品用乙酸乙酯萃取，分液，干燥，減壓蒸餾除去溶劑，然后通過柱層析(乙酸乙酯:石油醚＝1:10)得到中間體4-苯亞甲基-2-苯基-2-噁唑英-5-酮。

21、將中間體4-苯亞甲基-2-苯基-2-噁唑英-5-酮和水合肼溶于甲醇中，加熱回流攪拌4小時后，將反應液冷卻至室溫后，減壓蒸餾除去有機溶劑，通過柱層析(甲醇:二氯甲烷＝1:15)得到黃色目標原料(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺(a)。

22、(2)制備熒光增強型鋁離子熒光探針nho

23、將(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺(a)和4-二乙基氨基水楊醛(b)溶解于乙醇溶劑中，將反應體系于80℃下回流攪拌，反應完成后，將反應體系冷卻至室溫，減壓蒸餾除去溶劑，將粗產(chǎn)物通過重結晶純化，得到熒光探針分子nho。

24、本發(fā)明設計了一種全新結構的以基于水楊醛衍生物為母體的席夫堿型熒光探針nho。該鋁離子檢測熒光探針母體結構中，4-二乙氨基水楊醛是較好的熒光團，具有出色的穩(wěn)定性和多個修飾位點，并且二乙基氨基可作為電子供體基團，。馬尿酸衍生物作為熒光基團具有諸多優(yōu)點，且具有很好的生物相容性以及生物毒性低。同時，本探針與現(xiàn)有技術中以嘌呤結構為母體的探針相比，合成路線短，產(chǎn)率高，溶解性好，原料成本低，而且對al3+具有獨特的靈敏度(不受其他離子的干擾)、檢出限低、比色熒光雙通道，可以成功地制備熒光試紙檢測水溶液中的微量al3+。

25、有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

26、本發(fā)明通過利用一步法通過4-二乙氨基水楊醛和(z)-n-(3-肼基-3-氧代-1-苯基丙-1-烯-2-基)苯甲酰胺縮合制備的比色熒光雙通道熒光探針nho，對鋁離子具有專一性識別，響應時間短，靈敏度高，肉眼可見的顏色變化。同時，結合智能手機rgb軟件輔助功能，為環(huán)境中痕量的al3+離子提供了一種簡單、便捷、低成本的測量工具，而且檢出限低至24.8nm，有效地實現(xiàn)了實時、現(xiàn)場鋁離子的檢測。更重要的是該探針制備方法簡單，所得產(chǎn)品為固體粉末，易于存儲，穩(wěn)定性好，此外，該探針毒性低，細胞穿透能力強，可以有效地檢測hela細胞內(nèi)痕量的鋁離子?？傊琻ho高性能檢測鋁離子的優(yōu)勢，為后續(xù)開發(fā)手提式簡便鋁離子檢測試劑盒提供了研究基礎。