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小说1,10-Phenanthroline-Based D-3-HB的选择性检测的荧光探针

*通信:

王QM学院制药、江苏省级重点实验室沿海湿地生物资源和环境保护、盐城老师?大学、盐城、中国、电话:0515 - 88258905;电子邮件:wang0qingming@163.com

文摘

新的调查,4 - (1 h-imidazo[4,五楼][1,10]phenanthrolin-2-yl)硝基苯,合成和1 h - nmr、色谱仪、东亚峰会,红外光谱,质。紫外吸收和荧光光谱结果表明,探针1是高度选择性D-3-HB在DMSO / H2O = 1:1 (v: v = 1:1),而不是常见的阴离子和金属离子。探针1解决方案的吸收强度和颜色与D-3-HB浓度的增加逐渐增加,两个新的吸收乐队出现在294 nm和360 nm。结果表明,探针1是一个很好的候选人简单,快速和敏感探头D-3-HB的检测。

关键字

糖尿病酮症酸中毒(分析);荧光;D-3-hydroxybutyric酸(D-3-HB);荧光

介绍

对于糖尿病患者,多种因素导致血糖控制不佳的风险,这可能导致增加生产酮(1- - - - - -4]。过量的酮会导致糖尿病酮症酸中毒(分析),这是一个潜在的威胁生命的疾病特点是高血糖,酮血症和代谢性酸中毒5]。虽然分析的总体死亡率在近几十年来有所提高,分析了居高不下的发病率和经济负担。在总酮体,如D-3-hydroxybutyric酸(D-3-HB),丙酮、乙酰乙酸和D-3-hydroxybutyric酸(D-3-HB)是专业,近78% (6]。所以,这是一个可靠的方法来检测D-3-HB糖尿病酮症酸中毒的诊断。

化学传感器的方法吸引了越来越多的关注由于其简单的优点,高灵敏度和选择性。数字荧光chemo-sensors被设计用于金属离子的检测,阴离子,氨基酸等7- - - - - -18]。但是很少有报告D-3-HB的荧光检测的方法。到目前为止,只有一种新型结核病^{3 +}复杂的基于苯甲酸可以识别D-3-HB CH₃哦/小时₂报道了阿陈教授(19]。我们早期的报道,调查显示4 - (2-hydroxybenzylicene)氨基硫脲奇特在荧光反应在Tris-HCl D-3-HB (pH = 6.0)20.]。所以,开发新的探针检测D-3-HB是一个正确的方法。

本文提出了一种新的探测4 - (1 h-imidazo[4,五楼][1,10]phenanthrolin-2-yl)硝基苯(探针1),设计并合成和发展检测D-3-HB通过发光和常用的方法。有趣的是,调查1可以高选择性识别D-3-HB。

实验的细节

材料

金属离子的盐解决方案如氯化钠,氯化钾,MgCl₂h·6₂O, CaCl₂,BaCl₂,CrCl₃h·6₂O, CoCl₂h·6₂O, MnCl₂h·4₂O, FeCl₃h·6₂O, NiCl₂h·6₂O, CuCl₂h·2₂O, CdCl₂h·6₂O, ZnCl₂SrCl, AlCl₃和阴离子的盐解决方案如Na₃阿宝₄,Na₂有限公司₃,NaBr NaAC Na₂C₂O₄·H₂O,氯化钠、氟化钠、纳米₃、纳米₂,不₂阿宝₄,Na₂HPO₄,Na₂P₂O₇,Na₂B₄O₇,Na₂所以₄,NaClO₄、NaCN NaHCO₃,NaHSO₄购自上海实验试剂有限公司(上海,中国)。从σD-3-HB购买。所有其他化学物质均为分析纯。去离子水是用来准备所有水的解决方案。

仪器

¹h - nmr、¹³理化性质光谱被记录在一个力量drx - 400光谱仪和DMSO作为内部标准。电喷雾电离质谱(质)三重TOF测量^™5600年⁺系统。紫外可见光谱被记录在惠普hp - 8453分光光度计。荧光光谱被记录在rf - 5301荧光分光光度计。

探针的合成4 - (1 h-imidazo[4,五楼][1,10]phenanthrolin-2-yl)硝基苯

探针1准备据报道从苯酚的方法。21,22]。解决phenanthrene-9 10-dione(0.42克,2.0更易),醋酸铵(3.88克,50更易)和4-nitrobenzaldehyde 10毫升(0.24克,2.0更易)冰醋酸为1 h。冷却回流深红色的解决方案是用40毫升水稀释,并与氢氧化铵中和。然后混合物过滤,沉淀是用水洗和丙酮。最后被干和纯化的产品色谱法超过60网SiO₂通过使用绝对乙醇作为洗脱液,和获得的收益率为0.24 g (35%)。Calc. C₁₉H₁₂N_5啊2:C, 66.66;H, 3.53;20.46 N,。发现:C: 66.70;H: 3.62;护士:20.45%。红外(cm¹年代强劲,米中,w弱):3436,ν(h);2988米,ν(碳氢键);1638年代ν(C = N)。¹核磁共振(400 MHz, DMSO),δ(ppm): 6.978 - -8.894 (m, 10 h)。¹³理化性质(75 MHz, DMSO),δ(ppm): 161.617, 158.007, 153.135, 150.231, 142.526, 141.324, 136.107, 134.278, 130.780, 128.358, 127.012, 125.567, 124.198, 120.024, 116.116, 115.110, 114.243, 113.003, 112.641。电喷雾质谱的质量为1:341.09,(积极模式)(1 + H⁺]⁺(m / z, 342.1116)。

结果与讨论

的合成和结构表征

所示方案11,目标探测得到的反应phenanthrene-9, 10-dione、醋酸铵和4-nitrobenzaldehyde冰醋酸。它的化学结构是由¹核磁共振,¹³理化性质,元素分析(EAs)、电喷雾电离质谱(质)和傅立叶变换红外光谱(IR)分析

紫外可见光谱对D-3-HB

Figure.1显示变化的紫外可见光谱探针1(10μM)添加D-3-HB在DMSO / H₂O (v: v = 1:1)的解决方案。D-3-HB随着浓度的增加,吸收峰在310 nm - 375 nm逐渐增加,三个新的吸收峰出现在290 nm和413 nm。三个定义良好的isosbestic点被发现在285海里,294 nm和308 nm。所有的结果显示一个新的的形成物种探针1和D-3-HB之间。同时,解决探针1-D-3-HB显示显著的颜色变化,从无色到淡黄色,肉眼很容易被检测到。

荧光滴定和绑定的研究

进一步研究探针的化学感受性质1,之间的关系与D-3-HB探针1是由荧光滴定。所示图。2通过添加越来越多的D-3-HB探针1在DMSO溶液/ H₂O (v: v = 1:1),发射光谱带在506 nm逐渐增加,高峰在430 nm逐渐减少。基于使用紫外灯(λ_前女友= 365海里),在D-3-HB面前,探针1的解决方案显示出显著的颜色变化,从蓝色到亮绿色,可以很容易地检测到肉眼(图。2插图)。

选择性的探针1 /阴离子和金属离子

为D-3-HB值的选择性探针1,这是处理各种有关阴离子(10枚。)在DMSO / H₂O (v: v = 1:1)的解决方案,那么他们的荧光发射荧光分光光度计是决定性的。兴奋我们D-3-HB治疗诱发大量增加的荧光强度在506纳米,而其他生理上重要的阴离子,如₄^{2 -}、交流^{- - - - - -},所以₃^{2 -},年代₂O₃^{2 -},阿宝₄^{3 -},没有₃^{- - - - - -},我^{- - - - - -},HPO₄^{2 -},HCO₃^{- - - - - -}H₂阿宝₄^{- - - - - -}P₂O₇^{2 -}、F - CrO₄^{2 -}、铬₂O₇^{2 -}、有限公司₃^{2 -},Cl^{- - - - - -}C₂O₄^{2 -}、溴^{- - - - - -},视交叉上核^{- - - - - -},CN^{- - - - - -},引起了荧光在稍微过量浓度增加。从图。2,我们可以发现,只有D-3-HB引发强烈发射增强。在这些不同的阴离子,在活细胞生理重要阴离子的存在,只有这样₄^{2 -},阿宝₄^{3 -}、有限公司₃^{2 -}可能导致中等强度的荧光增强,他们可以通过添加Ca2 +系统被删除。以上结果证明,新系统展品D-3-HB在DMSO / H的高选择性₂O (v: v = 1:1)。这种方法代表了一个非常简单的方法来定性和定量地确定D-3-HB的存在。此外,存在的金属离子细胞(如阿尔^{3 +},英航^{2 +},Na⁺K⁺、钙^{2 +}、镍^{2 +}、铬^{3 +},老⁺、锰^{2 +}、锌^{2 +}、Cd^{2 +}、铜^{2 +}、有限公司^{2 +}、锡^{2 +})也确定。结果表明,金属离子对D-3-HB决心没有显著的干扰(图。3)。

反应时间的影响

我们进一步研究了探针的荧光强度的时间1的4.0枚。D-3-HB在DMSO / H₂O (v: v = 1:1)的解决方案。所示图。4,荧光探针1是非常快的反应,达到一个稳定值在20年代和达成的最大荧光信号在30年代,它是相同的早期检测报告^{3 +}(22,23]。

提出的机制

为了更好地理解的络合行为调查与D-3-HB 1,质量光谱法分析一个产品获得的反应与D-3-HB探针1 CH₃哦,展示了探针之间的绑定1和D-3-HB (图5)。峰值470.1278 m / z = (cal: m / z = 470.14),对应于(1 + D-3-HB + Na)⁺,显然是观察到的,这是符合1:1化学计量学探针1和D-3-HB之间。它是类似于我们早期的报告20.]。因此,我们提出了一个可能的机制,如所示方案2。

结论

新调查4 - (1 h-imidazo[4,五楼][1,10]phenanthrolin-2-yl)硝基苯合成探针1)和1 h - nmr、色谱仪、东亚峰会,红外光谱,质。探针1显示一个非凡的比色选择性D-3-HB常见阴离子和金属离子,并可能形成稳定的1:1复杂D-3-HB和生成的颜色由无色变成黄色在DMSO / H₂O (v: v = 1:1)。它可以作为一个有效的比色探针检测D-3-HB检测极限低0.25μM使用紫外可见光谱和肉眼的视觉颜色变化。所以,我们相信探针1的能力作为一个实用的传感器D-3-HB检测。

确认

这项工作是财政支持的国家自然科学基金青年科学家的中国(21301150,21571154),江苏的自然科学基金更高教育中国机构(13 kjb150037 14 kjb150027),江苏省博士后基金会(1501032 b),江苏省六Taleng峰项目(swyy - 063),在对江苏省大学生实践创新训练计划项目(201310324014 z, 201310324014 y)盐城师范大学自然科学基金(10 yckl017)和由清局域网项目江苏省省通衢。

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