CN118955414A

CN118955414A - 两亲性Eu配合物及其制备方法与在检测四环素中的应用

Info

Publication number: CN118955414A
Application number: CN202411450263.2A
Authority: CN
Inventors: 曹迁永; 张振文; 范钰; 肖宇; 刘欣雨
Original assignee: Nanchang University
Current assignee: Nanchang University
Priority date: 2024-10-17
Filing date: 2024-10-17
Publication date: 2024-11-15
Anticipated expiration: 2044-10-17
Also published as: CN118955414B

Abstract

本发明提供了两亲性Eu配合物及其制备方法与在检测四环素中的应用，涉及生物医药领域。本发明的两亲性Eu配合物中的铕能够与四环素盐酸盐发生静电作用，在590 nm、615 nm、650 nm和705 nm处的荧光增强，从而实现对四环素盐酸盐的定性、定量检测，并且对四环素盐酸盐的选择性高、敏感度高、检测限低，此外还具有较强的稳定性。

Description

两亲性Eu配合物及其制备方法与在检测四环素中的应用

技术领域

本发明涉及生物医药领域，具体涉及两亲性Eu配合物及其制备方法与在检测四环素中的应用。

背景技术

四环素盐酸盐（Tetracycline hydrochloride，TC）类抗生素是一类广谱药物，由于其毒性较小且价格便宜，因此在养殖业中被广泛使用。然而，如果畜禽在使用四环素类兽药期间没有严格遵守使用规定，或者在使用后没有经过充分的清洗和处理，其中的残留物质可能会进入到人类食品链中，对人体健康造成潜在的威胁。长期过量食用含有四环素类兽药残留的食品，可能会导致肝和肾等内脏器官的受损，进一步引起头痛、头晕、恶心、呕吐等不适症状。严重的话，可能会损害中枢神经系统和造血功能，甚至影响生殖系统的正常发育和功能。

为保障食品安全，国家对食品中兽药残留的标准进行了明确规定，其中对四环素类兽药残留的限制非常严格。根据《食品中兽药最大残留限量》（GB 31650-2019）的规定，食品中四环素类兽药残留的最大限量标准如下：

猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉和鸡蛋中四环素类兽药残留量不得超过0.1毫克/千克；

牛奶和其他乳制品中四环素类兽药残留量不得超过0.05毫克/千克。

目前四环素盐酸盐主要通过传统的液相色谱分析检测，用于快速检测的试剂较少。与仪器检测方法相比，荧光检测方法有快速、灵敏、高选择性以及携带方便等优点，同时具有较低的检测限（LOD）。由于镧系离子独特的光物理性质，如大的stokes位移、窄的f-f跃迁光谱带、长的荧光寿命，因此可以有效避免背景荧光的干扰，提高信噪比以及检测灵敏度。这些优越的光物理特性使得镧系离子在荧光检测、荧光成像和时间分辨成像等领域得到了广泛的研究。综上所述，以镧系离子作为发光中心，发明快速检测四环素盐酸盐探针具有重要意义。

发明内容

本发明旨在提供两亲性Eu配合物及其制备方法与在检测四环素中的应用，所述两亲性Eu配合物能够特异响应四环素盐酸盐，可对四环素盐酸盐进行定性、定量检测，且检测限低、灵敏度高，同时具备一定的稳定性。

第一方面，本发明提供一种两亲性Eu配合物，结构如式Ⅰ所示：

。

本发明提供的两亲性Eu配合物具有亲水性和亲脂性，其中含有纳米粒子结构，当待测样品中含有四环素盐酸盐时，四环素盐酸盐能与两亲性Eu配合物中的铕发生静电作用，荧光测定时可在590 nm、615 nm、650 nm和705 nm处检测到发射峰，从而实现对四环素盐酸盐的定性、定量检测。

第二方面，本发明提供一种两亲性Eu配合物的制备方法，包括以下步骤：

在溶剂中，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯进行烷酰胺化后还原，再与铕盐进行配位得两亲性Eu配合物。

可选地，二氯甲烷溶剂中，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与十二烷酰氯进行烷酰胺化反应，生成1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺。

可选地，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与十二烷酰氯在0℃下反应10 h-12 h后，分离得1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺。

可选地，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与十二烷酰氯的摩尔比为1: (0.8-2)，优选为1:1.5。

可选地，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与十二烷酰氯反应以引入烷基链。

可选地，在1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺中加入三氟乙酸，25 ℃下还原10 h-12 h得配体。

可选地，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺与三氟乙酸反应可将叔丁酯基还原成羧基。

可选地，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺与三氟乙酸的摩尔比为1: (3.2-4.5)，优选为1:4。

可选地，四氢呋喃溶剂中，将配体与铕盐在50 ℃下反应10 h-12 h，得两亲性Eu配合物。

可选地，所述铕盐包括硝酸铕和氯化铕中任意一种。

可选地，配体与铕盐的摩尔比为1: (2.5-4.5)，优选为1:3。

第三方面，本发明提供上述任一可选制备方法中所制备的两亲性Eu配合物在四环素盐酸盐检测中的应用。

本发明提供的两亲性Eu配合物用于四环素盐酸盐的检测时，能够特异响应四环素盐酸盐，可对四环素盐酸盐进行定性、定量检测，且检测限低、灵敏度高，同时具备一定的稳定性。

可选地，应用包括定性检测和定量检测。

可选地，对四环素盐酸盐进行定性检测时包括：将待测样品与两亲性Eu配合物混合后进行荧光测定，当在590 nm、615 nm、650 nm和705 nm处检测到发射峰，则所述待测样品中含有四环素盐酸盐。

可选地，对四环素盐酸盐进行定量检测时包括：将待测样品与两亲性Eu配合物混合后测定在590 nm、615 nm、650 nm和705 nm处的荧光强度，并根据荧光强度与滴定曲线计算所述待测样品中四环素盐酸盐的浓度；其中：所述滴定曲线为预先测定的四环素盐酸盐标液、两亲性Eu配合物之间的摩尔比与荧光比值的关系曲线。

可选地，所述滴定曲线中四环素盐酸盐与两亲性Eu配合物的摩尔比为1:1。

可选地，待测样品中四环素盐酸盐的线性指示范围为6 μmol/L-22 μmol/L，在σ=0.2时，对四环素盐酸盐的检测限为9.5×10^-3 μmol/L。

本发明提供的两亲性Eu配合物用于四环素盐酸盐的检测的应用，原料成本低廉，实际应用价值高且制备方法简单，适合工业化批量生产。

附图说明

为了更清楚地介绍本发明实施例中的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。

图1为本发明提供的两亲性Eu配合物Ⅰ的结构式；

图2为本发明提供的两亲性Eu配合物Ⅰ的合成路线；

图3为本发明实施例1中的两亲性Eu配合物中配体的核磁氢谱图；

图4为本发明实施例1中的两亲性Eu配合物的质谱图；

图5为本发明性能检测中溶液20 μmol/L两亲性Eu配合物对0 μmol/L-30 μmol/L四环素盐酸盐响应的荧光光谱图；

图6为本发明性能检测中溶液20 μmol/L 两亲性Eu配合物和0 μmol/L-30 μmol/L四环素盐酸盐的检测限计算；

图7为本发明选择性测试中两亲性Eu配合物对四环素盐酸盐选择性的测试结果；

图8为本发明稳定性测试中对两亲性Eu配合物时间稳定性的测试结果。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明将结合说明书附图，通过以下实施例作进一步说明，但以下实施例是例证性的，仅用于对本发明进行具体描述，而不是对本发明的限制。

本发明提供了一种两亲性Eu配合物，结构如式Ⅰ所示：

。

参见图2，本发明还提供了一种两亲性Eu配合物的制备方法，包括以下步骤：

S1、二氯甲烷溶剂中，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯进行烷酰胺化反应后还原得配体；

S2、四氢呋喃溶剂中，50 ℃下，S1所得配体和铕盐配位10 h-12 h得两亲性Eu配合物。

在一些实施例中，在执行步骤S1时，包括以下子步骤：

S1.1、0 ℃下，二氯甲烷溶剂中，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与十二烷酰氯反应10 h-12 h，得1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺；

S1.2、25 ℃下，二氯甲烷溶剂中，在1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺中加入三氟乙酸，反应10 h-12 h得配体。

在一些实施例中，在执行步骤S1.1时，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与十二烷酰氯的摩尔比为1: (0.8-2)，优选为1:1.5。

在一些实施例中，在执行步骤S1.2时，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺与三氟乙酸的摩尔比为1: (3.2-4.5)，优选为1:4。

在一些实施例中，在执行步骤S2时，所述铕盐包括硝酸铕和氯化铕中任意一种。

在一些实施例中，在执行步骤S2时，配体与铕盐的摩尔比为1: (2.5-4.5)，优选为1:3。

本发明还提供了该两亲性Eu配合物在四环素盐酸盐检测中的应用，包括定性检测和定量检测：

（1）对四环素盐酸盐进行定性检测时包括：将待测样品与两亲性Eu配合物混合后进行荧光测定，当在590 nm、615 nm、650 nm和705 nm处检测到发射峰，则所述待测样品中含有四环素盐酸盐。

（2）对四环素盐酸盐进行定量检测时包括：将待测样品与两亲性Eu配合物混合后测定在590 nm、615 nm、650 nm和705 nm处的荧光强度，并根据荧光与滴定曲线计算所述待测样品中四环素盐酸盐的浓度；其中：所述滴定曲线为预先测定的四环素盐酸盐标液、两亲性Eu配合物之间的摩尔比与荧光比值的关系曲线。

在一些实施例中，在执行应用（2）时，滴定曲线中四环素盐酸盐与两亲性Eu配合物的摩尔比为1:1。

在一些实施例中，在执行应用（2）时，待测样品中四环素盐酸盐的线性指示范围为6 μmol/L-22 μmol/L，在σ=0.2时，对四环素盐酸盐的检测限为9.5×10^-3 μmol/L。

实施例1

参见图2，本发明实施例1提供了一种两亲性Eu配合物的制备方法，包括以下步骤：

S1.1、将1 g (5.16 mmol)1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯(CAS号: 122555-91-3)、0.86 mL(6.19 mmol)三乙胺(CAS号: 121-44-8)和20 mL二氯甲烷加入50 mL圆底烧瓶中，冰浴搅拌0.5 h，将1.41 mL(6.19 mmol)十二烷酰氯(CAS号: 112-16-3)加入到5 mL二氯甲烷中，5 min内将十二烷酰氯混合溶液逐滴添加至二氯甲烷溶液中，0 ℃下搅拌10 h，加入饱和碳酸氢钠溶液淬灭，二氯甲烷萃取减压蒸发，旋干过柱（SiO₂，硅胶，洗脱剂为体积比1:1的乙酸乙酯和石油醚），得1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺；

S1.2、将0.5 g (1.92 mmol)1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺和0.64 mL(8.64 mmol)三氟乙酸溶解在5 mL二氯甲烷溶液中，25 ℃下搅拌10 h，旋干得到配体；

S2、将0.1 g (0.18 mmol)配体和0.0524 g (0.2 mmol)氯化铕(CAS号: 13769-20-5)溶于15 mL四氢呋喃，50 ℃搅拌10 h，冷却至室温，加入无水乙醚，析出大量油状固体，无水乙醚洗涤3次，烘干除去有机溶剂，得两亲性Eu配合物（DO3A-C12-Eu），其质谱图如图4所示。

在二甲基亚砜中对步骤S1.2制得的配体进行核磁氢谱表征，如图3所示，其表征数据为：

¹H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 6.73 (t, J = 69.4 Hz, 13H)，3.81 (d,J = 55.2 Hz, 4H)，3.15 (s, 2H), 2.20 (s, 2H)，1.43–1.34 (m, 2H)，1.24 (d, J =7.1 Hz, 18H)，0.85 (t, J = 6.6 Hz, 3H)。

性能检测

实施例1中制备的两亲性Eu配合物DO3A-C12-Eu对四环素盐酸盐的响应：

使用纯水配制2 mL浓度为20 μmol/L的两亲性Eu配合物溶液，向两亲性Eu配合物溶液中加入四环素盐酸盐，每加入1.5 μmol/L的四环素盐酸盐后，进行荧光测定，直至达到饱和状态，在四环素盐酸盐浓度上升过程中荧光强度变化如图5所示，结果显示，在590 nm、615 nm、650 nm和705 nm处的吸收峰随着四环素盐酸盐含量的增加而增加，在四环素盐酸盐含量为22 μmol/L时达到饱和。

根据不同的四环素盐酸盐浓度与对应的荧光强度绘制滴定曲线，结果如图6所示，可以看出，在6 μmol/L-22 μmol/L范围内，四环素盐酸盐与荧光强度具有良好的线性关系，可以进行四环素盐酸盐的定量检测，并计算出当σ=0.2时，检测限为9.5×10^-3 μmol/L。

选择性测试

实施例1中制备的两亲性Eu配合物DO3A-C12-Eu对四环素盐酸盐的选择性测试：

使用纯水配制含有20 μmol/L两亲性 Eu配合物DO3A-C12-Eu的溶液，分别加入100μmol/L的PPi、F^-、Cl^-、Br^-、I^-、NO₃ ^-、HCO₃ ^-、SO₃ ^2-、SO₄ ^2-、CO₃ ^2-、TC分析物，如图7所示，测定了在两亲性Eu配合物中加入上述分析物后的荧光光谱，结果发现，在Eu配合物中加入四环素盐酸盐后，在590 nm、615 nm、650 nm和705 nm处的荧光强度增加，而加入其他分析物在590nm、615 nm、650 nm和705 nm处发射峰无明显变化，说明两亲性Eu配合物DO3A-C12-Eu对四环素盐酸盐具有极其优异的选择性。

稳定性测试

实施例1中制备的两亲性Eu配合物DO3A-C12-Eu的稳定性测试：

使用纯水配制含有20 μmol/L两亲性 Eu配合物DO3A-C12-Eu的溶液，测定其从0h-10 h的粒径，如图8所示，结果发现，在0 h-10 h中，DO3A-C12-Eu的粒径没有明显波动，说明两亲性Eu配合物在水介质中具有优秀的稳定性。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其他的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims

1.一种两亲性Eu配合物，其特征在于，结构如式Ⅰ所示：

。

2.一种如权利要求1所述的两亲性Eu配合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在溶剂中，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯进行烷酰胺化后还原，再与铕盐进行配位得两亲性Eu配合物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，二氯甲烷溶剂中，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与十二烷酰氯进行烷酰胺化反应，生成1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与十二烷酰氯在0 ℃下反应10 h-12 h后，分离得1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯与所述十二烷酰氯的摩尔比为1: (0.8-2)。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺中加入三氟乙酸，25 ℃下还原10 h-12 h得配体。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯-10-碳十二烷酰胺与所述三氟乙酸的摩尔比为1: (3.2-4.5)。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，四氢呋喃溶剂中，将配体与铕盐在50℃下反应10 h-12 h，得两亲性Eu配合物。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述铕盐包括硝酸铕和氯化铕中任意一种；所述配体与所述铕盐的摩尔比为1: (2.5-4.5)。

10.一种如权利要求1所述的两亲性Eu配合物、或如权利要求2至9任一项所述制备方法制备的两亲性Eu配合物在四环素盐酸盐检测中的应用，其特征在于，包括定性检测和定量检测。