本发明专利技术公开了一种双响应型罗丹明类荧光探针及其制备方法和用途。具体而言，本发明专利技术采用罗丹明B和N,N-二甲基乙二胺，通过温和条件下的一步反应，合成了如式I所示的新型罗丹明衍生物。本发明专利技术的罗丹明衍生物既可以作为Cr3+比色和荧光探针，又可以作为H+比色和荧光开关，具有双离子响应性。另外，本发明专利技术的罗丹明衍生物结构简单，合成简易，灵敏度高，选择性好，易于推广使用。I。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光探针材料领域，涉及一种罗丹明衍生物，具体涉及一种H+和Cr3+双响应型罗丹明类荧光探针，及其制备方法和用途。
技术介绍
罗丹明衍生物具有摩尔吸收系数高、激发波长长、荧光量子产率高等优点，其与被分析物结合前后的光谱变化显著，而且通过对其母体结构进行修饰可以调整其光物理性能，因此被广泛应用于光谱探针设计。关于罗丹明光谱探针，已有很多报道称其可以用来检测Cu2+、Zn2+、Hg2+、Pb2+和Fe3+等重金属离子。另外，也有文献报道了罗丹明类Cr3+荧光探针如R-1（参见Yanmei Zhou, Junli Zhang, Lin Zhang, et. al., Dyes and Pigments, 2013, 97:148-154）、R-2（参见Anamika Dhara, Atanu Jana, Sushil Kumar Mandal, et. al., Inorganica Chimica Acta, 2014, 423:454-461）和R-3（参见Haiyang Liu, Xuejuan Wan, Tianqi Liu, et. al., Sensors and Actuators B, 2014, 200:191-197）以及罗丹明类H+荧光探针如R-4（Hong-Shui Lv, Jing Liu, Jing Zhao, et. al., Sensors and Actuators B, 2013, 177:956-963）、R-5（Zhi-Qiang Hu, Ming Li, Ming-Dong Liu, et. al., Dyes and Pigments, 2013, 96:71-75）和R-6（Jia-Lian Tan, Mu-Xue Zhang, Fang Zhang, et. al., Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2015, 140:489-494），但这些探针中的绝大多数都只能检测一种离子。鉴于此，开发一种能够检测多个目标的荧光探针，将有利于提高效率、降低成本，势必会成为荧光探针领域中一个重要的研发方向。另外，如果该探针具有化学结构简单、合成方法简便等优点的话，就更加具有实用价值。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术采用商品化试剂罗丹明B（Rhodamine B，RB）和N,N-二甲基乙二胺（DMEA），通过温和条件下的一步反应（one-step reaction），合成了一种结构简单的新型罗丹明衍生物（RMEA），其既可以作为Cr3+比色和荧光探针，又可以作为H+比色和荧光开关。一方面，本专利技术提供了一种罗丹明衍生物，其结构如式（I）所示：（I）。另一方面，本专利技术提供了一种用于制备上述罗丹明衍生物的方法，其包括如下步骤：首先在搅拌条件下，将罗丹明B分散于溶剂中，得到罗丹明B分散液；然后按照n罗丹明B:nN,N-二甲基乙二胺=1:4.6~5.5的摩尔比，将N,N-二甲基乙二胺滴加到上述罗丹明B分散液中，混合均匀；滴加完毕后，将反应体系加热至70~81℃并反应5~7小时；反应完毕后，将反应体系冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂后纯化，得到如式（I）所示的罗丹明衍生物；。优选的，在上述技术方案中，所述罗丹明B与N,N-二甲基乙二胺之间的摩尔比为1:5.5。优选的，在上述技术方案中，所述溶剂为无水乙醇或乙腈，优选无水乙醇。优选的，在上述技术方案中，所述反应的温度为78℃。优选的，在上述技术方案中，所述反应的时间为7小时。优选的，在上述技术方案中，所述纯化为硅胶柱层析纯化，洗脱剂采用体积比为30:1的二氯甲烷/乙醇混合液。再一方面，本专利技术提供了上述罗丹明衍生物用作Cr3+比色和荧光探针的用途。具体而言，本专利技术提供了一种利用上述罗丹明衍生物检测溶液中Cr3+浓度的方法，其包括如下步骤：向容量瓶中加入浓度为5mmol/L的RMEA储备液和浓度未知的Cr3+待测溶液，定容后测定混合溶液的紫外/可见吸收光谱和荧光光谱，根据混合溶液在556nm下的吸光度与Cr3+浓度之间的线性关系或混合溶液在580nm下的荧光强度与Cr3+浓度之间的线性关系，得到Cr3+的浓度；其中：所述RMEA储备液和所述Cr3+待测溶液的体积比为1:5；所述定容采用乙腈与水的混合物来完成，且乙腈和水的体积比为99:1。又一方面，本专利技术提供了上述罗丹明衍生物用作H+比色和荧光探针的用途。具体而言，本专利技术提供了一种利用上述罗丹明衍生物检测溶液中H+浓度的方法，其包括如下步骤：向容量瓶中加入浓度为5mmol/L的RMEA储备液和乙腈，定容后测定混合溶液的紫外/可见吸收光谱和荧光光谱，根据混合溶液在562nm下的吸光度与pH值之间的线性关系或混合溶液在582nm下的荧光强度与pH值之间的线性关系，得到H+的浓度；其中：所述RMEA储备液和所述乙腈的体积比为1:4；所述定容采用pH值未知的BR缓冲溶液与乙腈的混合物来完成，且pH值未知的BR缓冲溶液和乙腈的体积比为99:1。与现有技术相比，采用上述技术方案的本专利技术具有如下优点：本专利技术利用来源广泛的商品化试剂（罗丹明B和N,N-二甲基乙二胺），通过温和条件下的一步反应，合成了一种双响应型罗丹明衍生物，它既可以作为Cr3+比色和荧光探针，又可以作为H+比色和荧光开关。另外，本专利技术的罗丹明衍生物结构简单，合成简易，灵敏度高，选择性好，易于推广使用。附图说明图1为RMEA（10μM）的乙腈/水溶液（99/1，v/v）中加入各种金属离子（100μM）前后的紫外/可见吸收光谱图。图2为包含Cr3+的RMEA的乙腈/水溶液（99/1，v/v）在556nm下的吸光度与Cr3+浓度之间的关系曲线图。图3为RMEA（10μM）的乙腈/水溶液（99/1，v/v）中加入各种金属离子（100μM）前后的荧光光谱图。图4为包含Cr3+的RMEA的乙腈/水溶液（99/1，v/v）在580nm下的荧光强度与Cr3+浓度之间的关系曲线图。图5为RMEA（10μM）的CH3CN/BR缓冲溶液（1/99，v/v，pH=7.05）中加入各种金属离子（100μM）或H+（95.5μM，pH=4.02）前后的紫外/可见吸收光谱图。图6为RMEA（10μM）的CH3CN/BR缓冲溶液（1/99，v/v，pH=7.05）中加入各种金属离子（100μM）或H+（95.5μM，pH=4.02）前后的荧光光谱图。图7为pH值对RMEA（10μM）的CH3CN/BR缓冲溶液（1/99，v/v）在562nm下的吸光度的影响曲线图。图8为pH值对RMEA（10μM）的CH3CN/BR缓冲溶液（1/99，v/v）在582nm下的荧光强度的影响曲线图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种罗丹明衍生物，其结构如式I所示：I。
【技术特征摘要】
1.一种罗丹明衍生物，其结构如式I所示：
I。
2.一种用于制备根据权利要求1所述的罗丹明衍生物的方法，其包括如下步骤：
首先在搅拌条件下，将罗丹明B分散于溶剂中，得到罗丹明B分散液；然后按照n罗丹明B:nN,N-二甲基乙二胺=1:4.6~5.5的摩尔比，将N,N-二甲基乙二胺滴加到上述罗丹明B分散液中，混合均匀；滴加完毕后，将反应体系加热至70~81℃并反应5~7小时；反应完毕后，将反应体系冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂后纯化，得到罗丹明衍生物；
。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述罗丹明B与N,N-二甲基乙二胺之间的摩尔比为1:5.5。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述溶剂为无水乙醇或乙腈，优选无水乙醇。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为78℃，时间为7小时。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述纯化为硅胶柱层析纯化，洗脱剂采用体积比为30:1的二氯甲烷/乙醇混合液。
7.根据权利要求1所述的罗丹明衍生物用作Cr3+比色和荧光探针的用途。
8.一种利用根据权利要求1所述的罗丹明衍生物检测溶液中Cr3+浓度的方法，其包括如下步...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐冬梅，毛燕，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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