一种稀土荧光化合物的合成及光谱性质研究

一种稀土荧光化合物的合成及光谱性质研究

宋蕊琴1，常 宇2，高 莹1，谢文兵2，李俊玲2，柴永真1，李云辉1，潘利华2

【摘 要】摘要：目的 研制新型时间分辨荧光免疫分析螯合剂。方法 以4，4′-二溴-6，6′-二溴甲基-2，2′-联吡啶为起始反应原料设计合成出一种新型化合物4，4′-二（对氨基苯乙炔基）-6，6′-二（N，N-二（叔丁氧基羰甲基）氨甲基）-2，2′-联吡啶，并对其结构进行确认。结果 将该化合物与铕离子结合形成的稀土荧光化合物的荧光性质进行研究，表明其主要发射波长为595 nm（5D0-7F1）、618nm（5D0-7F2），荧光寿命为643μs。当荧光溶液放置72h，荧光强度值无明显变化。在该荧光体系下，Eu3+浓度分析检测范围为10-5～10-11mol/L。结论 该荧光化合物结构有较好的稳定性，为固相时间分辨免疫体系奠定了基础，具有广泛的应用前景。 【期刊名称】标记免疫分析与临床 【年(卷),期】2016(023)007 【总页数】5

【关键词】荧光化合物合成； 时间分辨荧光免疫分析； 荧光光谱性质

Soini提出时间分辨荧光免疫方法，将稀土离子化合物引入超微量分析领域［1-2］。时间分辨荧光分析发展至今，解离增强体系（DELFIA）已经实现商品化，在科学研究和临床检测中得到了应用。为克服DELFIA体系缺点，Diamandis等合成了一种新型螯合剂4，7-二氯磺基苯-1，10-啡啰啉-2，9-二羧酸（BCPDA），建立了新的体系-固相TRFIA［3-4］，该体系测试过程无需加增强液，可直接检测稀土标记免疫复合物的荧光。但由于BCPDA结构上还

存在不足，使得检测灵敏度较低，商品化的进程受到了影响。固相TRFIA螯合剂要求稀土离子化合物必须具有较高的发光效率、较长的荧光寿命和较好的动力学稳定性。目前，国内外已报道了近百种固相TRFIA螯合剂，灵敏度较低的问题尚未得到很好的解决。因此，固相双功能螯合剂研究已经成为具有挑战性的研究课题，它不仅需要结构的改进，还需要更深入的合成研究［5-8］。 本研究从固相时间分辨荧光免疫分析螯合剂的需要出发，以4，4′-二溴-6，6′-二溴甲基-2，2′-联吡啶为起始反应原料，经取代，水解反应，设计合成了一种新型稀土荧光化合物-4，4′-二（对氨基苯乙炔基）-6，6′-二（N，N-二（叔丁氧基羰甲基）氨甲基）-2，2′-联吡啶。对化合物与铕离子结合后的荧光化合物的光谱性质进行研究。

材料和方法

1 材料

1.1 仪器 Unity-400M核磁共振仪（美国Varian公司）；FTSB5傅立叶红外光谱仪（美国BIORAD公司）；高分辨质谱仪（美国IonSpec公司）；F-7000型荧光光谱仪（日本Hitachi公司）；荧光寿命测试仪（自制）；固相时间分辨免疫分析仪（GTM-1）（自制）；DF101S集热式恒温磁力搅拌器。

1.2 试剂 乙腈、无水碳酸钠、四氢呋喃、三乙胺、碘化亚铜、三氟乙酸、二甲基甲酰胺（均为分析纯）；无水乙醇（优级醇）；三苯基磷二氯化钯、对氨基苯乙炔、4，4′-二溴-6，6′-二溴甲基-2，2′-联吡啶（自制）［8］；亚氨基二乙酸叔丁酯（纯度 98%）；Eu2O3（光谱纯）；实验用水为二次蒸馏水。 2 方法

2.1 4，4′-二溴-6，6′-二（N，N-二（叔丁氧基羰甲基）氨甲基）-2，2′-联吡

啶的合成 称量1.5g化合物3、1.6g无水碳酸钠、1.6g亚氨基二乙酸叔丁酯依次加入到三口烧瓶中，搅拌加入无水乙腈150mL。80℃搅拌回流24h，反应结束后，抽滤、浓缩滤液得浅黄色固体，用正乙烷重结晶得1.86g白色固体，收率75%，熔点132.67℃。元素分析 （计算值，%）：C 52.15（52.17），H 6.14（6.28），N 6.82（6.76），O 15.54（15.46），Br 19.34（19.32）。 2.2 4，4′-二（对氨基苯乙炔基）-6，6′-二（N，N-二（叔丁氧基羰甲基）氨甲基）-2，2′-联吡啶的合成 称取1.5g化合物4、0.050g双（三苯基膦）二氯化钯（Ⅱ）和0.027g碘化亚铜依次装入反应瓶中，加入45mL四氢呋喃和45mL三乙胺，氮气保护下加入0.47g对氨基苯乙炔，50～52℃反应24h。反应结束后冷却、抽滤、浓缩滤液，再溶于86mL三氯甲烷中，水洗后用无水硫酸钠干燥。装硅胶（粒径50～75μm）柱层析分离（石油醚：乙酸乙酯=1：1），得0.90g化合物5，收率55%，分解温度221.62℃，元素分析（计算值，%）：C 69.31（69.33），H 7.14（7.11），N 9.28（9.33），O 14.26（14.22）。 2.3 4，4’-二（对氨基苯乙炔基）-6，6’-二（N，N-二羧甲基氨甲基）-2，2′-联吡啶的水解条件 称取15 mg 4，4′-二（对氨基苯乙炔基）-6，6′-二（N，N-二（叔丁氧基羰甲基）氨甲基）-2，2′-联吡啶，加入1.0mL的三氟乙酸，室温反应4h后将三氟乙酸吹干，得产物，收率80%。

2.4 Eu3+溶液配制 称取一定量的Eu2O3，加入少量盐酸水溶液（V盐酸∶V水=1∶1），振荡至固体全部溶解。加热溶解液（约110℃），蒸干液体。冷却后，用二次蒸馏水使溶解稀释，定容至一定浓度的Eu3+溶液。如此，依次配制Eu3+浓度为1×10-4、1×10-5、1×10-6、1×10-7、1×10-8mol/L一系列溶液。