一种检测过氧化氢双模式探针及其制备方法与应用技术

技术编号：43773164 阅读：12 留言：0更新日期：2024-12-24 16:12

本发明专利技术公开了一种检测过氧化氢（H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;）双模式探针及其制备方法与应用，属于有机探针在分析检测中应用技术领域。其分子结构式如下：在H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;存在时，该探针硼酸酯基团与H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;反应，生成的产物则通过π‑π堆叠作用牢固地吸附于碳纳米管增强的丝网印刷电极表面。随后，利用差分脉冲伏安法检测时，观察到原探针的氧化峰强度显著降低，并伴随一个新的氧化峰的出现。通过测量产物与探针氧化峰电流的分峰面积比值变化实现了对H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;的比率型电化学检测检测，线性范围为10~150μM；与此同时，荧光光谱分析展示在波长585 nm处，随着H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;浓度的增加荧光发射峰的强度逐渐上升，其线性响应范围扩展至10~300μM。电化学“比率型”信号与荧光“开启”检测模式不仅能够有效校正系统或背景噪声带来的误差，还大幅提升了检测的准确性、重现性和灵敏度。因此，该方法具备实际应用于复杂样品中H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;定量分析的潜力。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及比率型电化学与开启荧光双模式检测探针，尤其涉及一种检测过氧化氢(h2o2)双模式探针及其制备方法与应用，属于有机探针在分析检测中应用。

技术介绍

1、h2o2作为重要的生物活性氧分子，广泛参与细胞内的自由基清除与组织维护过程，其浓度失衡与糖尿病、帕金森病及阿尔茨海默症等严重健康问题紧密相关。尽管h2o2在生物医学领域的重要性不言而喻，但其对人类健康的全面影响机制仍待深入探索。鉴于此，开发一种简便、经济、高选择性h2o2分析技术尤为重要。

2、目前，高效液相色谱法、电化学法、比色法及荧光法等传统检测手段在h2o2分析中各有应用，但普遍面临操作繁琐、设备昂贵、检测周期长等挑战。电化学方法因其高灵敏度、良好的选择性、低成本及易于微型化的优势，在h2o2检测中展现出巨大潜力；而荧光法则凭借其实时监测的便捷性和高灵敏度备受青睐。双模检测策略的结合更有望进一步提升检测精度，通过相互校正减少系统或背景干扰。已有研究利用电化学传感器结合有机金属框架、贵金属或碳基材料等技术检测h2o2，但这些材料往往因制备成本高、选择性和准确度不高而限制了其广泛应用。因此，发展一种既经济高效又具备优异选择性和准确度的h2o2分析方法成为当前研究领域的迫切需求。这不仅能促进对h2o2生物学功能的深入理解，也将为相关疾病的早期诊断与治疗提供强有力的技术支持。

技术实现思路

1、为了突破现有技术瓶颈，本专利技术提供了一种集成单探针技术的双模式比率型电化学与开启荧光检测方法，旨在高准确、高选择、高

2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供探针bb的制备方法：将试卤灵与4-溴甲基苯硼酸频哪醇酯溶于有机溶剂中，加入碱性物质、脱水剂，在油浴中加热搅拌反应。随后，采用薄层色谱检测反应过程，待反应完全后，通过减压抽滤与柱层析进行提纯，以二氯甲烷：甲醇作为洗脱剂，得到bb探针，其分子结构式如下：

3、

4、所述有机溶剂为乙腈。

5、所述碱性物质为碳酸铯，所述脱水剂为无水硫酸钠。

6、所述试卤灵与4-溴甲基苯硼酸频哪醇酯的摩尔比为1：1～1：3，优选1：1.5。

7、所述洗脱剂二氯甲烷与甲醇体积比10：1～500：1；优选100：1。

8、本专利技术第二方面提供一种利用单探针检测h2o2的双模比率型电化学传感器，方法如下：将单壁碳纳米管的乙醇溶液(swcnt)滴涂在丝网印刷电极(spce)上，待自然晾干后，得到h2o2检测电极spce/swcnt，备用；分别配置对照组和测试组溶液；将制备好的spce/swcnt电极分别浸入对照组与测试组溶液中孵化，取出电极，经洗涤、干燥，得到修饰电极定义spce/swcnt/bb(对照组)和spce/swcnt/bb+re(测试组)，分别以此电极为工作电极，ag/agcl为参比电极，pt丝为对电极，利用chi1040c电化学工作站测定在0.1m pbs(ph 7.4)溶液中dpv响应，电位窗口：-0.6～0.2v。

9、所述对照组溶液和测试组溶液的制备：(1)在磷酸盐缓冲溶液中加入探针bb溶液，孵化，得到对照组溶液；(2)在磷酸盐缓冲溶液中加入探针bb溶液及不同浓度的h2o2溶液，孵化，得到测试组溶液。

10、本专利技术第三方面提供一种利用单探针检测h2o2的开启荧光检测，方法如下：将对照组与测试组溶液分别加入比色皿中，利用agilent荧光-分光光度计进行荧光光谱测定，在405nm激发波长下获得460～800nm范围内的发射光谱；激发单色仪狭缝宽度为5nm，发射单色仪狭缝宽度为10nm。

11、本专利技术原理：本专利技术设计合成了一种检测h2o2双模式有机探针，该探针可通过ji-ji相互作用修饰于丝网印刷电极表面，在无h2o2时，通过差分脉冲伏安法测量，电极表面只有探针bb的氧化峰，当探针与h2o2反应后，电极表面出现一个新的氧化峰，且随之电流增强而逐渐降低，根据产生新峰的氧化峰与bb氧化峰分峰面积比值变化可实现h2o2的比率型电化学定量检测。此外，探针与h2o2反应后产生荧光开启，同时可实现h2o2的荧光定量检测。本专利技术构建的双模式h2o2比率型电化学与荧光开启检测，可以用于血清中h2o2的检测，同时使用、相互验证，不仅可以实现h2o2的高选择性检测，而且可以实现高准确与高灵敏检测。

12、与现有技术相比，本专利技术优点或有益效果在于：基于有机探针分子设计策略，本专利技术成功开发出一种集电化学与荧光检测于一体的双模式h2o2检测技术，为生物医学、环境监测等提供了强有力的技术支持与解决策略。与以往的h2o2检测方法相比，该技术具有以下显着优势：(1)利用硼酸-苯酚“开关”作为电化学识别机制，具有高的分析选择性；(2)探针或反应产物通过π-π吸附作用后修饰于电极表面，电极制备过程简单、快速；(3)探针自身具有电化学信号作为自参比；反应后可以使氧化峰逐渐负移，从而可以实现比率检测；(4)探针与h2o2反应荧光开启，背景小。同时，结合双模读出可以纠正系统或背景误差的影响，可以获得更高的准确度；(5)基于丝网印刷电极制备简单、可控、快速。

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【技术保护点】

1.一种检测H2O2双模式有机探针，其特征在于，具有如下分子结构式：

2.合成如权利要求1所述的检测H2O2双模式有机探针的方法，其特征在于，包含以下步骤：

3.如权利要求2所述的检测H2O2双模式有机探针的合成方法，其特征在于，所述试卤灵和4-溴甲基苯硼酸频哪醇酯的摩尔比为1:1~1:3。

4.如权利要求1所述的检测H2O2双模式有机探针的应用，其特征在于，将其用于构建H2O2检测比率型电化学传感器，通过电化学信号的变化实现对H2O2的定量检测。

5.如权利要求4所述的检测H2O2双模式有机探针的应用，其特征在于，步骤如下：

6.如权利要求1所述的检测H2O2双模式有机探针的应用，其特征在于，将其用于开型荧光检测，通过荧光信号的变化实现对H2O2的定量检测。

7.如权利要求6所述的检测H2O2双模式有机探针的应用，其特征在于，步骤如下：

【技术特征摘要】

1.一种检测h2o2双模式有机探针，其特征在于，具有如下分子结构式：

2.合成如权利要求1所述的检测h2o2双模式有机探针的方法，其特征在于，包含以下步骤：

3.如权利要求2所述的检测h2o2双模式有机探针的合成方法，其特征在于，所述试卤灵和4-溴甲基苯硼酸频哪醇酯的摩尔比为1:1~1:3。

4.如权利要求1所述的检测h2o2双模式有机探针的应用，其特征在于，将其用于构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：董辉，郑琳琳，赵乐，刘孜，张银堂，周艳丽，徐茂田，
申请(专利权)人：商丘师范学院，
类型：发明
国别省市：

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