一种检测过氧化氢的近红外二区荧光探针及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种检测过氧化氢的近红外二区荧光探针及其制备方法与应用。本发明专利技术的荧光探针以苯硼酸酰胺基为过氧化氢的响应基团、含两个三甘醇单甲醚苯并吲哚的七甲川花菁染料为荧光团。探针响应过氧化氢后发射900

【技术实现步骤摘要】
一种检测过氧化氢的近红外二区荧光探针及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于食品中过氧化氢分析检测领域，具体涉及一种检测过氧化氢的近红外二区荧光探针及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]过氧化氢(H2O2)是一种常见的化学试剂，其水溶液俗称双氧水。由于过氧化氢本身强氧化性的化学性质，其具有杀菌、消毒、漂白、防腐等功能，因此过氧化氢在食品工业中具有很大的应用价值。目前，各国的许多企业都使用食品级过氧化氢来对食品进行消毒杀菌。使用过氧化氢进行消毒具有效果好、效率高、无需清洗、对坏境无污染等优点。目前，食品级的过氧化氢主要应用在乳制品、水产品、泡发产品、啤酒等食品的生产中，不仅包括对食物本身的消毒，还包括对食品包装、生产设备等的消毒。
[0003]不过，尽管过氧化氢会自行分解成氧气和水，但分解过程会受到温度、时间、环境因素的影响。过量残留的过氧化氢不仅会损害食物本身的营养价值，更重要的是会对人体健康造成重大伤害，导致严重的胃肠道和呼吸系统问题，甚至造成死亡。因此，在食品生产中使用过氧化氢要严格按照规定添加和使用。例如，使用高浓度的过氧化氢对鸡爪、牛爪、猪爪等进行漂白，一是延长食品的保质期，二是让食品具有更好的外观。因此，开发一种简单方便、快速准确检测食品中过氧化氢残留量的方法显得尤为重要。
[0004]碘量法采用滴定的方法进行测试，这种方法操作比较复杂，容易受到人为操作因素的影响，准确度低，钛盐比色法也需要复杂的操作步骤。其他的检测方法如电化学法、高效液相色谱法、分光光度法、质谱法等，普遍具有操作复杂、费用昂贵等缺点。荧光探针法具有操作简单、成本低、快速灵敏等优点，从而受到越来越多的关注。目前，已经开发了一些检测过氧化氢的荧光探针。例如，一种检测过氧化氢的荧光探针、合成方法和应用开发了一种以香豆素和萘酰亚胺为荧光团，苯硼酸频哪醇酯为响应基团的比率型荧光探针。未与过氧化氢反应时，该探针在400nm的激发下于473nm处出现香豆素的发射峰；加入过氧化氢后，发生分子内电荷转移和荧光共振能量转移，探针在554nm处出现萘酰亚胺的发射峰。但是，该探针的发射波长过短，而且香豆素和萘酰亚胺都是具有大共轭结构的刚性分子，加上分子中没有其他的亲水基团，该探针的水溶性很差，难以适用于含水食品中过氧化氢的检测和监测应用。一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针及其制备方法开发了一种以苯并吲哚衍生物和4
‑
甲酰基苯硼酸频哪醇酯缩合而成的半花菁结构的过氧化氢荧光探针，与过氧化氢反应后，该探针在619nm处的荧光增强，从而实现对过氧化氢的检测。但是，该探针同样缺少亲水基团，难以在含水食品中进行应用，并且该探针的发射波长较短位于可见光区。一种快速响应的过氧化氢长波长荧光探针的合成及应用公开了也以苯硼酸频哪醇酯为响应基团开发了一种苯并吲哚类半花菁荧光探针，响应过氧化氢后探针在723nm处的荧光强度大幅增强，并将其应用到对鸡爪、豆干、猪皮等食品的测试中；同样该探针的吸收和发射波长还比较短，没有到达近红外二区，这就在一定程度上限制了其的应用。具有近红外二区波长的荧光
探针则会有更加优异的性能，因为在这一波长范围内，能更大地减弱食品中蛋白质和纤维素等的自荧光的干扰，提高检测的准确性，并且可以增加样品的检测深度，从而可同时检测食品外部和内部的过氧化氢残留量。因此，制备一种具有良好的水溶性和近红外二区波长的荧光探针对于能简单方便、快速准确地检测含水食品中残留的过氧化氢具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种检测过氧化氢的近红外二区荧光探针及其制备方法与应用。具体为提供一种能检测过氧化氢的近红外二区荧光探针，并提供该探针的制备方法以及该探针在食品检测中的应用。本专利技术的荧光探针以含两个三甘醇单甲醚苯并吲哚的七甲川花菁染料为荧光团，长的共轭程度使得探针与过氧化氢反应后发射900
‑
1150nm的近红外二区荧光，减轻了波长短的探针所具有的荧光干扰问题；此外探针两侧的三甘醇单甲醚可有效改善水溶性，解决了其他一些探针水溶性差、难以在含水食品中以单分子分散状态存在的问题。
[0006]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种检测过氧化氢的近红外二区荧光探针，所述探针的分子式为C
64
H
81
BN3O
9+
，具体结构如下：
[0008][0009]本专利技术提供检测过氧化氢的近红外二区荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将下式所示的化合物Cy
‑
NH溶于四氢呋喃，加入N,N
‑
二异丙基乙胺，通入惰性气体使反应体系于惰性气氛中，在冰水浴下搅拌后再加入4
‑
甲酰氯苯硼酸进行反应，反应结束后，分离纯化得到所述的荧光探针。
[0011][0012]优选地，所述化合物Cy
‑
NH与N,N
‑
二异丙基乙胺的摩尔比为1：(4
‑
5)。
[0013]优选地，所述化合物Cy
‑
NH与4
‑
甲酰氯苯硼酸的摩尔比为1：(2.5
‑
3)。
[0014]优选地，每mmol化合物Cy
‑
NH加入的四氢呋喃的量为15
‑
20mL。
[0015]优选地，所述惰性气氛为对体系抽真空充氮气，并重复至少三次，所述惰性气体为
氮气。
[0016]优选地，所述在冰水浴下搅拌的时间为10
‑
20分钟。
[0017]优选地，所述反应为在室温下反应12
‑
15h。
[0018]优选地，所述纯化的方法为硅胶层析。
[0019]优选地，所述硅胶层析使用的洗脱剂为二氯甲烷/甲醇。
[0020]本专利技术还提供所述检测过氧化氢的近红外二区荧光探针在检测食品中过氧化氢的应用。
[0021]进一步地，所述检测过氧化氢的近红外二区荧光探针在检测含水食品中过氧化氢的应用。
[0022]与现有技术相比，本专利技术提供的荧光探针的突出优点包括：
[0023](1)本专利技术的荧光探针以苯硼酸酰胺基为响应基团，对过氧化氢具有特异性识别功能；含两个三甘醇单甲醚苯并吲哚的七甲川花菁染料为荧光团，具有长的共轭程度，探针响应过氧化氢后能发射900
‑
1150nm的近红外二区荧光。相比于其他一些波长短的探针来说，该探针能有效降低蛋白质和纤维素等造成的自荧光的干扰。此外，由于发光在近红外二区，检测深度大幅增加，从而可同时检测食品外部和内部的过氧化氢残留量。
[0024](2)本专利技术的荧光探针在两端的吲哚鎓盐上分别修饰有三甘醇单甲醚。相比于无亲水基团或者单个三甘醇单甲醚的探针，该探针的水溶性得到了显著提高，而且应用于食品检测时，可与其中含有的羟基形成氢键缔合，从而实现单分子分散状态，避免因探针在水溶液中聚集而出现荧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测过氧化氢的近红外二区荧光探针，其特征在于，所述探针的分子式为C
64
H
81
BN3O
9+
，具有如下结构式：2.权利要求1所述检测过氧化氢的近红外二区荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将如下所示的化合物Cy
‑
NH溶于四氢呋喃，加入N,N
‑
二异丙基乙胺，通入惰性气体使反应体系于惰性气氛中，在冰水浴下搅拌后再加入4
‑
甲酰氯苯硼酸进行反应，反应结束后，分离纯化得到所述荧光探针。3.根据权利要求2所述检测过氧化氢的近红外二区荧光探针的制备方法，其特征在于，所述化合物Cy
‑
NH与N,N
‑
二异丙基乙胺的摩尔比为1：(4
‑
5)。4.根据权利要求2所述检测过氧化氢的近红外二区荧光探针的制备方法，其特征在于，所述化合物Cy
‑
NH与...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾钫，谭云艳，曾诚，吴水珠，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：