Page 99 - 《精细化工》2023年第12期

第 40 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.40, No.12
2 023 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2023

功能材料
一种检测环境样品和细胞中肼的香豆素类

比率型荧光探针

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盛 筱，沈亚龙，张 晨，张艺雯，刘树玲，王守信
（济宁医学院 药学院，山东 日照 276826）

摘要：以香豆素为荧光团、4-溴丁酰基为识别基团，设计合成了一种比率型肼荧光探针 3-(4-氯苯基)-2-氧代-2H-
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苯并吡喃-7-基-4-溴丁酸酯（COCB）。通过 HNMR、 CNMR 和 HRMS 确证其结构。肼对探针 COCB 中溴代丁
酰基的选择性脱保护使分子内电荷转移（ICT）过程恢复；探针 COCB 在 420 nm 处蓝色荧光衰减，而在 480 nm
处青色荧光增强，实现了对肼的比率检测。探针 COCB 对肼表现出高选择性、高灵敏度和强抗干扰能力，并能
在较宽的线性范围（0~250 μmol/L）和 pH 范围（6~11）内检测肼，检出限低至 0.15 μmol/L。此外，探针 COCB
合成简便，细胞毒性较低，已成功用于实际水样、土壤以及活细胞中肼的检测。
关键词：香豆素；肼；合成；比率型荧光探针；细胞成像；功能材料
中图分类号：O657.3；X832 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 12-2641-09

A coumarin-based ratiometric fluorescent probe for detection of

hydrazine in environmental samples and living cells

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SHENG Xiao, SHEN Yalong, ZHANG Chen, ZHANG Yiwen, LIU Shuling, WANG Shouxin
（School of Pharmaceutical Sciences, Jining Medical University, Rizhao 276826, Shandong, China）

Abstract: A ratiometric fluorescent probe 3-(4-chlorophenyl)-2-oxo-2H-chromen-7-yl-4-bromobutanoate
(COCB) for hydrazine was designed and synthesized from coumarin and 4-bromobutyryl, and characterized
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for structural analysis by HNMR, CNMR and HRMS. The selective deprotection of hydrazine for
4-bromobutyryl group in COCB led to the recovery of the intramolecular charge transfer (ICT) process.
Probe COCB exhibited an attenuation of blue emission at 420 nm and an enhancement of cyan emission at
480 nm, achieving ratiometric detection for hydrazine. Probe COCB showed high selectivity, high
sensitivity and strong anti-interference ability for hydrazine detection in a wide linear range (0~250
μmol/L) and pH range (6~11) with a detection limit as low as 0.15 μmol/L. Moreover, probe COCB, with
easy synthesis and low cytotoxicity, was successfully used for the detection of hydrazine in actual water
samples, soils and living cells.
Key words: coumarin; hydrazine; synthesis; ratiometric fluorescent probe; cell imaging; functional materials

肼（N 2 H 4 ）是一种高活性的碱和还原剂，被广 损害，甚至会导致基因突变或癌症 [6-8] 。美国环境保
泛用于医药、农药和化工等领域 [1-3] 。此外，肼作为 护署（EPA）已将肼列为潜在的致癌物，并规定水
[9]
一种高能燃料，还常用作火箭、导弹等的推进剂 [4-5] 。 中肼的浓度≤0.31 μmol/L 。因此，亟需开发一种
但肼也是一种高毒性的物质，其泄漏会造成严重的 简便、可靠的方法来检测环境和生物体内痕量的肼。
环境污染。肼还能通过呼吸、皮肤接触等方式进入 肼的传统检测方法有色谱法 [10] 、滴定法 [11] 、电
人体，并会对肝、肾、肺和中枢神经系统造成严重 化学法 [12] 、表面增强拉曼光谱法 [13] 等，但这些方法

收稿日期：2023-01-13; 定用日期：2023-03-28; DOI: 10.13550/j.jxhg.20230027
基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2020MB107）；山东省大学生创新创业训练计划项目（S202210443009）
作者简介：盛 筱（1982—），女，高级实验师，E-mail：shengxiao1234@126.com。联系人：王守信（1981—），男，副教授，E-mail：
shouxinwang@mail.jnmc.edu.cn。