CN105001852A - 一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针的制备方法及应用，属于新型功能材料及分析化学技术领域。四氧化三铁具有较好的磁性，1-芘丁酸具有较好的荧光性能，将两者复合，既能保持四氧化三铁的磁性，又能保持1-芘丁酸的荧光性能，从而实现对三价铁离子的检测和分离，用于分析三价铁离子的检测限为0.01mmol/L，线性范围0.5~300mmol/L。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针的制备方法及应用，属于新型功能材料和化学分析技术领域。
背景技术
Fe3+不仅是一种重金属离子，而且它也是人体中最重要的微量元素之一。它存在于许多酶和蛋白质中，并作为细胞代谢反应的辅助因子。Fe3+血能促进血红蛋白的形成，缺铁能够引起人贫血。然而，过量的铁含量能够损伤生物***，这是因为它的氧化还原形式能够催化产生高度活性氧，而这种物质能够参与多种疾病，如帕金松综合症、阿耳茨海默氏病和癌症。因此，人体中铁离子的含量测定是一个非常重要的问题。
荧光分析测定具有操作简单、灵敏度高和效率高等优点，现已成为最受欢迎的方法之一。
1-芘丁酸是一种四环芳香类阴离子型的荧光染料， 该物质用于 Fe3+的检测尚未见报道。
四氧化三铁Fe3O4作为购买的纳米颗粒具有强磁性、磁性可操纵的性能和较好的生物相容性，已经被广泛应用于多种领域，如生物磁性分离、药物运输释放和磁共振成像。
本发明将四氧化三铁与1-芘丁酸通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺连接，并将其用于三价铁离子的检测。磁性芘丁酸荧光探针的制备条件温和而且对环境友好。磁性芘丁酸荧光探针不仅能够保持四氧化三铁的磁性，还能保持1-芘丁酸的荧光性能，同时能够实现对三价铁离子的检测和去除，从而使得磁性芘丁酸荧光探针具有较好的应用价值。
发明内容
本发明的目的之一是制备一种快速、超灵敏的磁性芘丁酸荧光探针。
本发明的目的之二是将磁性芘丁酸荧光探针用于三价铁离子的检测和去除。
本发明的技术方案如下：
1.氨基化四氧化三铁的制备，步骤如下：
将1~3 g的三氯化铁溶解于20~60 mL乙二醇中，加入3~9 g的无水乙酸钠和10~30 mL的无水乙二胺，混合液机械搅拌30 min，将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜内，于200 ℃下反应8 h，产物经磁分离，并用无水乙醇和水清洗3~6次，在60 ℃下真空干燥12 h。
2. 磁性芘丁酸荧光探针的制备，步骤如下：
称取10~30 mg 氨基化四氧化三铁纳米颗粒，分散于 4~12 mL 超纯水中，超声30 min，使之形成均匀的分散液；加入200 mg的1-芘丁酸和1~3 mL摩尔浓度比为1:1的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合溶液，室温下震荡 12 h；在外部磁场的作用下，将未结合的1-芘丁酸进行分离并用蒸馏水清洗3~5次，产物真空干燥 6 h，制得磁性芘丁酸荧光探针；
称取10~30 mg磁性芘丁酸荧光探针，将其分散于100~300 mL、体积比为1 : 1的无水乙醇和水的混合液中，制得磁性芘丁酸荧光探针的储备液，于4 ℃冰箱内保存备用。
3.磁性芘丁酸荧光探针在三价铁离子检测中的应用，步骤如下：
（1）根据权利要求1所述的制备方法制备一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针；
（2）设置荧光仪器参数：激发波长为300 nm，发射波长范围为350~480 nm，激发狭缝宽度为10 nm，发射狭缝宽度为20 nm，扫描速度为1200 nm/min；将150~350 μL的磁性芘丁酸储备液分散到10 mL、20 mmol/L、pH 5.0 ~ 8.49的PBS缓冲溶液中，检测不同浓度的三价铁离子标准溶液的荧光光谱，根据磁性芘丁酸荧光探针在395 nm处的荧光强度与三价铁离子的浓度之间关系，绘制工作曲线；
（3）将待测人类血清样品溶液代替三价铁离子标准溶液，按照所述铁离子的工作曲线绘制方法进行检测。
本发明的有益成果
（1）将磁性四氧化三铁引入到磁性荧光探针的制备中，利用磁性四氧化三铁的强磁性、磁性可操纵的性能和较好的生物相容性等优点，可以实现对目标物的分离。
（2）利用1-芘丁酸较好的荧光性能，将其用于制备磁性芘丁酸，可以实现对目标物的分析检测。
（3）用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合溶液活化氨基和羧基，使的磁性芘丁酸荧光探针的制备过程简单易操作，且对环境无害，过程绿色清洁。
（4）本发明制备的磁性芘丁酸荧光探针不仅可以选择性识别三价铁离子，同时还能将铁离子从溶液中快速的去除，具有响应时间短，检测限低，线性范围宽等优点。用于分析三价铁离子的检测限为0.01 mmol/L，线性范围0.5~300 mmol/L。
具体实施方式
实施例1 氨基化四氧化三铁的制备
将1 g的三氯化铁溶解于20 mL乙二醇中，加入3 g的无水乙酸钠和10 mL的无水乙二胺，混合液机械搅拌30 min，将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜内，于200 ℃下反应8 h，产物经磁分离，并用无水乙醇和水清洗3~6次，在60 ℃下真空干燥12 h。
实施例2 氨基化四氧化三铁的制备
将2 g的三氯化铁溶解于40 mL乙二醇中，加入6 g的无水乙酸钠和20 mL的无水乙二胺，混合液机械搅拌30 min，将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜内，于200 ℃下反应8 h，产物经磁分离，并用无水乙醇和水清洗3~6次，在60 ℃下真空干燥12 h。
实施例3 氨基化四氧化三铁的制备
将3 g的三氯化铁溶解于60 mL乙二醇中，加入9 g的无水乙酸钠和30 mL的无水乙二胺，混合液机械搅拌30 min，将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜内，于200 ℃下反应8 h，产物经磁分离，并用无水乙醇和水清洗3~6次，在60 ℃下真空干燥12 h；
实施例4磁性芘丁酸荧光探针的制备
称取10 氨基化四氧化三铁纳米颗粒，分散于 4mL 超纯水中，超声30 min，使之形成均匀的分散液；加入200 mg的1-芘丁酸和1 mL摩尔浓度比为1:1的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合溶液，室温下震荡 12 h；在外部磁场的作用下，将未结合的1- 芘丁酸进行分离并用蒸馏水清洗3~5次，产物真空干燥 6 h，制得磁性芘丁酸荧光探针；
称取10 mg磁性芘丁酸荧光探针，将其分散于100 mL、体积比为1 : 1的无水乙醇和水的混合液中，制得磁性芘丁酸荧光探针的储备液，于4 ℃冰箱内保存备用。
实施例5磁性芘丁酸荧光探针的制备
称取20 mg 氨基化四氧化三铁纳米颗粒，分散于 8 mL 超纯水中，超声30 min，使之形成均匀的分散液；加入200 mg的1-芘丁酸和2 mL摩尔浓度比为1:1的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合溶液，室温下震荡 12 h；在外部磁场的作用下，将未结合的1-芘丁酸进行分离并用蒸馏水清洗3~5次，产物真空干燥 6 h，制得磁性芘丁酸荧光探针；
称取20 mg磁性芘丁酸荧光探针，将其分散于200 mL、体积比为1 : 1的无水乙醇和水的混合液中，制得磁性芘丁酸荧光探针的储备液，于4 ℃冰箱内保存备用。
实施例6 磁性芘丁酸荧光探针的制备
称取30 mg 氨基化四氧化三铁纳米颗粒，分散于12 mL 超纯水中，超声30 min，使之形成均匀的分散液；加入200 mg的1-芘丁酸和3 mL摩尔浓度比为1:1的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合溶液，室温下震荡 12 h；在外部磁场的作用下，将未结合的1- 芘丁酸进行分离并用蒸馏水清洗3~5次，产物真空干燥 6 h，制得磁性芘丁酸荧光探针；
称取30 mg磁性芘丁酸荧光探针，将其分散于300 mL、体积比为1 : 1的无水乙醇和水的混合液中，制得磁性芘丁酸荧光探针的储备液，于4 ℃冰箱内保存备用。
实施例7 磁性芘丁酸荧光探针用于三价铁离子的检测，步骤如下：
（1）根据权利要求1所述的制备方法制备一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针；
（2）设置荧光仪器参数：激发波长为300 nm，发射波长范围为350~480 nm，激发狭缝宽度为10 nm，发射狭缝宽度为20 nm，扫描速度为1200 nm/min。将150 μL的磁性芘丁酸储备液分散到10 mL、20 mmol/L、pH 5.0 ~ 8.49的PBS缓冲溶液中，检测不同浓度的三价铁离子标准溶液的荧光光谱，根据磁性芘丁酸荧光探针在395 nm处的荧光强度与三价铁离子的浓度之间关系，绘制工作曲线；
（3）将待测人类血清样品溶液代替三价铁离子标准溶液，按照所述铁离子的工作曲线绘制方法进行检测。其检测限为0.01 mmol/L，线性范围0.5~300 mmol/L。
实施例8 磁性芘丁酸荧光探针用于三价铁离子的检测，步骤如下：
（1）根据权利要求1所述的制备方法制备一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针；
（2）设置荧光仪器参数：激发波长为300 nm，发射波长范围为350~480 nm，激发狭缝宽度为10 nm，发射狭缝宽度为20 nm，扫描速度为1200 nm/min。将250 μL的磁性芘丁酸储备液分散到10 mL、20 mmol/L、pH 5.0 ~ 8.49的PBS缓冲溶液中，检测不同浓度的三价铁离子标准溶液的荧光光谱，根据磁性芘丁酸荧光探针在395 nm处的荧光强度与三价铁离子的浓度之间关系，绘制工作曲线；
（3）将待测人类血清样品溶液代替三价铁离子标准溶液，按照所述铁离子的工作曲线绘制方法进行检测。
实施例9 磁性芘丁酸荧光探针用于三价铁离子的检测，步骤如下：
（1）根据权利要求1所述的制备方法制备一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针；
（2）设置荧光仪器参数：激发波长为300 nm，发射波长范围为350~480 nm，激发狭缝宽度为10 nm，发射狭缝宽度为20 nm，扫描速度为1200 nm/min。将350 μL的磁性芘丁酸储备液分散到10 mL、20 mmol/L、pH 5.0 ~ 8.49的PBS缓冲溶液中，检测不同浓度的三价铁离子标准溶液的荧光光谱，根据磁性芘丁酸荧光探针在395 nm处的荧光强度与三价铁离子的浓度之间关系，绘制工作曲线；
（3）将待测人类血清样品溶液代替三价铁离子标准溶液，按照所述铁离子的工作曲线绘制方法进行检测。
Claims (2)
1.一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤如下：
氨基化四氧化三铁的合成
将1~3 g的三氯化铁溶解于20~60 mL乙二醇中，加入3~9 g的无水乙酸钠和10~30 mL的无水乙二胺，混合液机械搅拌30 min，将混合液转移到聚四氟乙烯反应釜内，于200 ℃下反应8 h，产物经磁分离，并用无水乙醇和水清洗3~6次，在60 ℃下真空干燥12 h；
磁性芘丁酸荧光探针的合成
称取10~30 mg 氨基化四氧化三铁纳米颗粒，分散于 4~12 mL 超纯水中，超声30 min，使之形成均匀的分散液；加入200 mg的1-芘丁酸和1~3 mL摩尔浓度比为1:1的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合溶液，室温下震荡 12 h；在外部磁场的作用下，将未结合的1-芘丁酸进行分离并用蒸馏水清洗3~5次，产物真空干燥 6 h，制得磁性芘丁酸荧光探针；
称取10~30 mg磁性芘丁酸荧光探针，将其分散于100~300 mL、体积比为1 : 1的无水乙醇和水的混合液中，制得磁性芘丁酸荧光探针的储备液，于4 ℃冰箱内保存备用。
2.根据权利要求1所述的制备方法制备的一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针用于三价铁离子检测，其特征在于，步骤如下：
（1）根据权利要求1所述的制备方法制备一种检测三价铁离子的磁性芘丁酸荧光探针；
（2）设置荧光仪器参数：激发波长为300 nm，发射波长范围为350~480 nm，激发狭缝宽度为10 nm，发射狭缝宽度为20 nm，扫描速度为1200 nm/min；将150~350 μL的磁性芘丁酸储备液分散到10 mL、20 mmol/L、pH 5.0 ~ 8.49的PBS缓冲溶液中，检测不同浓度的三价铁离子标准溶液的荧光光谱，根据磁性芘丁酸荧光探针在395 nm处的荧光强度与三价铁离子的浓度之间关系，绘制工作曲线；
（3）将待测人类血清样品溶液代替三价铁离子标准溶液，按照所述铁离子的工作曲线绘制方法进行检测。
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2015
- 2015-06-08 CN CN201510304316.4A patent/CN105001852B/zh not_active Expired - Fee Related
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