一種熒光探針及合成方法及其應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熒光探針及合成方法及其應用，屬于化合物合成及離子檢測領域。該方法是以2,6?吡啶二甲酸和1H?苯并咪唑?2?基甲胺二鹽酸鹽為原料，反應制備得到探針分子化合物Ⅲ。本發(fā)明技術(shù)方案所述的探針分子化合物Ⅲ可以用于熒光檢測鋅離子。本發(fā)明合成方法簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，作為探針分子檢測鋅離子檢出限低且選擇性高。
【專利說明】
一種熒光探針及合成方法及其應用
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明屬于化合物合成及離子檢測領域，具體涉及一種熒光探針及合成方法及其 應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 二價鋅離子是生物體內(nèi)一種必不可少的微量元素，廣泛的存在于細胞和體液中， 在生長發(fā)育、生殖、神經(jīng)信號傳遞、基因錄入、核酸識別、細胞生長調(diào)節(jié)、凋亡等生理過程中 鋅離子具有重要作用。鋅離子的攝入量過多或不足都會使生物體的生長發(fā)育紊亂，引起多 種疾病，如食欲下降、免疫力低下、糖尿病、前列腺癌等疾病都與鋅離子失衡有關(guān)。
[0003] 因此，開發(fā)和研究新型的鋅離子檢測方法有著重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種用于檢測鋅離子的熒光探針及合成 方法及其應用。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] -種焚光探針，該焚光探針的結(jié)構(gòu)式如式m所不：
[0008] -種上述熒光探針的合成方法，該方法的反應路線如下：
[0010]上述合成方法的具體過程是:在堿性試劑存在的條件下，化合物I和化合物n反應 生成熒光探針化合物m。
[0011]在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中：化合物I和化合物n的摩爾比為1:1~5，化合物I與堿 性試劑的摩爾體積比為lmol: 15~75mL。
[0012]在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中：所述合成方法的反應時間為4~6h。
[0013 ]本發(fā)明技術(shù)方案所述合成方法的反應溶劑選自丙酮、二氯甲烷或甲苯，反應溫度 為加熱回流溫度。優(yōu)選反應溶劑選自丙酮。
[0014] 本發(fā)明技術(shù)方案所述合成方法的堿性試劑選自吡啶、三乙胺或N-甲基嗎啉。優(yōu)選 堿性試劑選自吡啶。
[0015] 本發(fā)明技術(shù)方案所述的熒光探針在熒光檢測中的應用。優(yōu)選所述的熒光探針在熒 光檢測鋅離子中的應用，或所述的熒光探針在生物體內(nèi)熒光檢測鋅離子中的應用。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：
[0017] 本發(fā)明合成方法簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，化合物m作為探針分子檢測鋅離子檢出 限低且選擇性高。
【附圖說明】
[0018] 圖1為在探針分子中加入不同濃度Zn2+后的熒光發(fā)射光譜。
[0019] 圖2為在探針分子中加入不同種類金屬離子后的熒光發(fā)射光譜。
[0020] 圖3為其他金屬離子對探針分子選擇性識別Zn2+的影響。
[0021] 圖4為不同濃度的Zn2+與熒光強度的線性關(guān)系圖。
[0022] 圖5(a)為細胞溶液中加入探針分子的顯微鏡圖，圖5(b)為細胞溶液中加入探針分 子和鋅離子的顯微鏡圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于此：
[0024] 實施例1
[0025] 將2,6_吡啶二甲酸（1.67g，10mmol)和1H-苯并咪唑-2-基甲胺二鹽酸鹽（4.4g， 20mmol)溶于50mL的丙酮中，再滴加0.25ml滴吡啶，攪拌回流4h，反應結(jié)束，將反應液冷卻至 室溫，抽濾，得白色固體沉淀，將該沉淀依次用飽和碳酸氫鈉溶液、水和丙酮洗滌，真空干燥 得化合物HI3.8g，產(chǎn)率89 %。
[0026] 元素分析：（％)f〇r C27H19N7〇2:計算值:C 64.9;H 4.5;N 23.1，實測值：C 64.7;H 4.6；N23.4〇
[0027] IR(KBr )，v，cm-1:3185，3042，2927，1644，1557，1428，1170，727，643。
[0028] 4匪1?(5001泡，0150-(16，丁]\^):5 = 4.34(8,411，〇12)，6.68(8,211，順），7.1卜7.32 (m,8H,ArH),7.41(d,2H,PyH),7.82(t,lH,PyH)ppm.
[0029] 實施例2
[0030] 將2，6-吡啶二甲酸（1 ? 67g，lOmmol)和1H-苯并咪唑-2-基甲胺二鹽酸鹽（5 ? 5g， 25mmol)溶于50mL的二氯甲烷中，再滴加0.15mL滴三乙胺，攪拌回流6h，反應結(jié)束，將反應液 冷卻至室溫，旋轉(zhuǎn)蒸除溶劑，將所得固體產(chǎn)物過柱色譜(正己烷：乙酸乙酯= 7:3)，蒸除溶劑 后得化合物M3.3g，產(chǎn)率78 %。
[0031] 實施例3
[0032] 將2，6-吡啶二甲酸（1 ? 67g，lOmmol)和1H-苯并咪唑-2-基甲胺二鹽酸鹽（6 ? 6g， 30mmol)溶于50mL的甲苯中，再滴加0.75mL N-甲基嗎啉，攪拌回流5h，反應結(jié)束，將反應液 冷卻至室溫，旋轉(zhuǎn)蒸除溶劑，將所得固體產(chǎn)物過柱色譜(正己烷：乙酸乙酯= 7:3)，蒸除溶劑 后得化合物M3.5g，產(chǎn)率82 %。
[0033] 性能檢測：
[0034] 以化合物化合物m為探針分子L，將探針分子L溶于甲醇/水(9:1，v: v)的混合溶液 中，配制成濃度為lOwnol/L的溶液，在此溶液中分別加入0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、 0.8、0.9、1.0倍摩爾量的Zn 2+，以267nm為激發(fā)波長，測定加入不同濃度Zn2+后探針分子的熒 光發(fā)射光譜（圖1)。從圖中可以看出，隨著Zn 2+濃度的增加，探針分子原來在290nm處的發(fā)射 峰逐漸減弱，而在372nm處出現(xiàn)一個新的發(fā)射峰，并且隨著Zn 2+濃度的增加發(fā)射峰的強度逐 漸增強。熒光光譜實驗所用儀器為Shimadzu RF-5301PC熒光光譜儀。
[0035] 將探針分子L溶于甲醇/水(9:1，v: v)的混合溶液中，配制成濃度為lOwnol/L的溶 液，分別在此溶液中加入3倍摩爾量的金屬離子(Mg2+、Ca 2+、Ba2+、Al3+、Fe2+、Na+、Hg 2+、Ag+、Cu2 +、卩132+、附2+、0(12+蠢2+、〇) 2+、2112+)。以26711111為激發(fā)波長，測定溶液的熒光發(fā)射光譜（圖2)。從 圖中可以看出，只有在加入Zn 2+后，溶液在372nm處出現(xiàn)一個很強的發(fā)射峰，而加入其它金屬 離子則沒有這一現(xiàn)象，這說明該探針分子對Zn 2+表現(xiàn)出非常強的選擇性。
[0036] 將探針分子L分別加入到溶有10倍摩爾量的金屬離子(Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al 3+、Fe2+、 恥+、取2+^8+、〇1 2+、卩132+、附2+、〇12+1112+、(：0 2+)甲醇/水（9:1，￥:￥)的混合溶液中，在267腦處 激發(fā)，372nm處測量其熒光強度，然后再在上述溶液中分別加入10倍摩爾量的Zn 2+，在267nm 處激發(fā)，372nm處測量其熒光強度，從圖3中可以看出，當溶液中大量存在其他金屬離子時， 探針分子對Zn 2+的選擇性識別并不受影響。
[0037] 在lOymol/L的探針分子L的甲醇/水(9:1，v: v)的混合溶液中加入l-lOymol/L的 Zn2+溶液，以267nm為激發(fā)波長，測定溶液在372nm處的熒光發(fā)射強度，測試結(jié)果顯示于圖4。 從圖中可以看到探針分子在1-lOwnol/L范圍內(nèi)隨Zn2+濃度變化呈良好的線性關(guān)系。因此該 探針可用于低濃度Zn 2+的檢測。
[0038] 在培養(yǎng)好的L929細胞中加入lOwnol/L的探針分子，37°C的條件下培養(yǎng)30min，在激 光共聚焦顯微鏡下觀察，可見細胞無熒光（圖5a);同時在培養(yǎng)好的L929細胞中加入lOwnol/ L的探針分子，37°C的條件下培養(yǎng)30min后再加入lOwnol/L Zn2+，在37°C的條件下培養(yǎng)30min 后在激光共聚焦顯微鏡下觀察，可見細胞內(nèi)熒光顯著增強（圖5b)。該實驗表明探針分子L可 用于生物體內(nèi)Zn 2+的檢測。細胞成像實驗所用儀器為Olympus FV1000激光共聚焦顯微鏡。
【主權(quán)項】
1. 一種熒光探針，其特征在于:該熒光探針的結(jié)構(gòu)式如式m所示：2. -種權(quán)利要求1所述熒光探針的合成方法，其特征在于：3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熒光探針的合成方法，其特征在于:該方法是在堿性試劑存在 的條件下，化合物I和化合物Π 反應生成熒光探針化合物m。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熒光探針的合成方法，其特征在于:化合物I和化合物Π 的摩 爾比為1:1~5,化合物I與堿性試劑的摩爾體積比為lmol: 15~75mL。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熒光探針的合成方法，其特征在于：反應溶劑選自丙酮、二氯 甲烷或甲苯，反應溫度為加熱回流溫度;優(yōu)選反應溶劑選自丙酮。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熒光探針的合成方法，其特征在于:堿性試劑選自吡啶、三乙 胺或N-甲基嗎啉。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的熒光探針的合成方法，其特征在于:堿性試劑選自吡啶。8. 權(quán)利要求1所述的熒光探針在熒光檢測中的應用。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應用，其特征在于:所述的熒光探針在熒光檢測鋅離子中的應 用。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應用，其特征在于:所述的熒光探針在生物體內(nèi)熒光檢測鋅 離子中的應用。
【文檔編號】C09K11/06GK105820811SQ201610273215
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】徐鑒, 張長麗, 王小峰, 劉光祥
【申請人】南京曉莊學院