專利名稱：咔唑橋基新型熒光菁染料探針及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從化學(xué)領(lǐng)域出發(fā)并應(yīng)用于生物領(lǐng)域的熒光染料技術(shù)，特別是咔唑橋基新型熒光菁染料探針及其制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，癌癥已成為威脅人類健康的第一殺手，如何有效地控制其發(fā)生和發(fā)展已成為當(dāng)務(wù)之急。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，在腫瘤的防治中，腫瘤得到二級預(yù)防，即早查、早診、早治將是未來相當(dāng)長時期實體瘤獲得大幅度提高療效的方向。由于分子生物標(biāo)記具有價廉、安全、準(zhǔn)確等優(yōu)點，在醫(yī)學(xué)早期診斷方面越來越受到人們的關(guān)注。目前該技術(shù)已在癌癥和艾滋病的識別方面有較好的應(yīng)用。生物熒光探針在生物領(lǐng)域的相關(guān)檢測方法和技術(shù)與傳統(tǒng)的同位素檢測相比具有速度快、重復(fù)性好、用量少及無輻射等特點。目前用于細(xì)胞標(biāo)記的生物熒光顏料探針主要有吖啶、菲啶類、熒光素類，二氟烷硼類，二苯乙烯類、萘酰亞胺類、菁染料類等。菁染料作為生物大分子的標(biāo)記染料，具有快速、靈敏和安全等特點，已經(jīng)成為新一代的生物分子熒光標(biāo)記染料。而噻唑橙(TO)和噁唑黃(YO)作為嵌入式熒光染料已成為菁染料的兩個重要分支， 這種不對稱菁染料具有摩爾吸光系數(shù)大、熒光量子產(chǎn)率高等優(yōu)點，并且在游離狀態(tài)下幾乎沒有熒光，但與核酸結(jié)合后熒光顯著增強(qiáng)，從而在熒光檢測時沒有染料自身的熒光干擾，提高了檢測的靈敏度，減少了標(biāo)記過程中除去游離染料的復(fù)雜步驟。但是由于噻唑橙(TO)和噁唑黃(YO)本身的熒光強(qiáng)度較弱，最大熒光發(fā)射波長小、Mocks位移小等缺點，制約了這兩種熒光染料在生物標(biāo)記中的應(yīng)用。熒光染料探針的熒光特能與探針的共軛體系大小、共軛Π鍵體系的共平面性和剛性程度等因素有關(guān)，咔唑及衍生物是一個富電子體系，由于其具有大的共軛體系、強(qiáng)的分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移能力、特殊的剛性平面稠環(huán)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)的熒光及咔唑環(huán)易于進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾引入多種官能團(tuán)等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于染料、生物、藥物、光電材料等領(lǐng)域。因此將咔唑環(huán)這種特殊的剛性環(huán)鍵合在噻唑橙(TO)或噁唑黃(YO)中，增大了原有熒光染料的共軛體系和平面剛性結(jié)構(gòu)，將有利于熒光染料的最大熒光發(fā)射波長發(fā)生紅移，熒光強(qiáng)度增大，stocks位移增大，提高熒光量子產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供咔唑橋基熒光菁染料探針及其制備方法，以增大原有熒光染料探針的共軛體系和平面剛性結(jié)構(gòu)，將有利于熒光染料的最大熒光發(fā)射波長發(fā)生紅移，熒光強(qiáng)度增大，Stocks位移增大，提高熒光量子產(chǎn)率和光穩(wěn)定性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種咔唑橋基熒光菁染料探針， 其中該菁染料探針結(jié)構(gòu)包括有咔唑橋基分別鍵合在噻唑橙(TO)及噁唑黃(YO)的苯并噻 (噁)唑和4-甲基喹啉鹽之間而形成的菁染料探針；所述咔唑環(huán)的3位側(cè)鏈一端與苯并噻 (噁)唑的2位碳相連，咔唑另一端的6位甲?；c4-乙烯基喹啉鹽化合物相連。
本發(fā)明同時還提供一種咔唑橋基熒光菁染料探針的制備方法。本發(fā)明的效果為1.本發(fā)明熒光染料生物探針制備方法簡單，原料易得。2.咔唑橋基的引入，使得新合成的熒光染料探針的最大發(fā)射波長發(fā)生紅移，熒光強(qiáng)度增大，Stocks位移增大，熒光量子產(chǎn)率提高，光穩(wěn)定性增強(qiáng)。3.本發(fā)明保留了噻唑橙(TO)和噁唑黃(YO)嵌入式熒光染料的優(yōu)點，將有利于進(jìn)
一步提高靈敏度、減少用量、提高穩(wěn)定性。4.具有光譜范圍廣、摩爾消光系數(shù)大、兩資產(chǎn)率高和靈敏度高等特點。


圖1為本發(fā)明的咔唑橋基熒光菁染料探針設(shè)計結(jié)構(gòu)路線圖；圖2為本發(fā)明的咔唑橋基熒光菁染料探針實驗路線圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步對本發(fā)明的咔唑橋基新型熒光菁染料探針及其制備方法加以說明。如圖1所示，本發(fā)明的咔唑橋基新型熒光菁染料探針是基于咔唑及衍生物是一個富電子體系，具有大的共軛體系、強(qiáng)的分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移能力、特殊的剛性平面稠環(huán)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)的熒光及易于進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾引入多種官能團(tuán)等優(yōu)點。因此將咔唑環(huán)這種特殊的剛性環(huán)鍵合在噻唑橙(TO)或噁唑黃(YO)分子結(jié)構(gòu)中，增大了原有兩類熒光染料探針的共軛體系和平面剛性結(jié)構(gòu)，將有利于熒光染料的最大熒光發(fā)射波長發(fā)生紅移，熒光強(qiáng)度增大，Stocks位移增大，提高熒光量子產(chǎn)率和光穩(wěn)定性。本發(fā)明的咔唑橋基熒光菁染料探針，該菁染料探針結(jié)構(gòu)包括有咔唑橋基分別鍵合在噻唑橙(TO)及噁唑黃(YO)的苯并噻(噁)唑和4-甲基喹啉鹽之間而形成的菁染料探針；所述咔唑環(huán)的3位側(cè)鏈一端與苯并噻(噁)唑的2位碳相連，咔唑另一端的6位甲?；c4-乙烯基喹啉鹽化合物相連。所述4-甲基喹啉鹽是以Br—為陰離子的4_甲基喹啉鹽，在4_甲基喹啉鹽的N位上的基團(tuán)分別為 _CH2CH2C00H、-CH2CH2CH2CH2CH2C00H、-CH2CH3> -CH2CH2CH2Br、一^￡)。所述咔唑橋基熒光菁染料探針的特性熒光發(fā)射波長630nm-660nm；熒光強(qiáng)度30-55;斯托克位移(Stocks):130-151nm ；熒光量子產(chǎn)率0. 02-0. 6。本發(fā)明的咔唑橋基熒光菁染料探針的制備方法包括有以下步驟1) 3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲酰基-N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲酰基-N-芐基咔唑、3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑的制備分別向4個IOOmL圓底燒瓶中加入物質(zhì)的量比為1 1的N，N-二甲基甲酰胺 (DMF)和三氯氧磷，滴畢，于室溫攪拌至反應(yīng)體系呈微紅色后，分別滴加物質(zhì)的量為DMF的17倍的3-苯并噻唑基-N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-N-芐基咔唑、3-苯并噻唑基-N-芐基咔唑的1，2_ 二氯乙烷溶液，總體積在40-70mL，在溫度為 79-85°C時回流攪拌反應(yīng)他-1 1，冷卻至室溫后倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，柱層析分離提純，分別得到3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲酰基-N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑、3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑；2)咔唑橋基熒光菁染料探針的制備分別將經(jīng)步驟1得出的1摩爾的3-苯并噻唑基-6-甲酰基-N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲?；?N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑、3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑和四份1.5摩爾的N位上帶有不同取代基的4-甲基喹啉鹽溶于乙醇中，滴加與4-甲基喹啉鹽等當(dāng)量的哌啶，在溫度為75-80°C時回流攪拌反應(yīng)時間 8-16h，冷卻至室溫，再加入乙醚析出紅色固體，抽濾，得濾餅經(jīng)柱層析分離，得到所述的咔唑橋基熒光菁染料探針。本發(fā)明的咔唑橋基熒光菁染料探針結(jié)構(gòu)中的喹啉鹽為以Br—為陰離子的4-甲基喹啉鹽,在 N 位上的基團(tuán)分別為-CH2CH2C00H、-CH2CH2CH2CH2CH2C00H、-CH2CH3> -CH2CH2CH2Br,
-C2O0^本發(fā)明的咔唑橋基熒光菁染料探針的制備方法通過以下實施例進(jìn)一步說明，如圖 2所示，但不局限于此。 目標(biāo)化合物a-e代表隊是乙基，X為S，&分別為-Ol2Ol2COOH, -CH2CH2CH2Br, -CH2 CH3，-CH2CH2CH2CH2CH2C00H等不同取代基團(tuán)的N-乙基咔唑橋基噻唑橙菁染料探針；f_j代表 R1 是乙基，X 為 0，Ii2 分別為-CH2CH2COOH, -CH2CH2CH2Br, -CH2CH3, _CH2CH2CH2CH2CH2C00H 等不同取代基團(tuán)的的N-乙基咔唑橋基噁唑黃菁染料探針；k-o代表R1是芐基，X為Sj2分別為 -CH2CH2COOH, -CH2CH2CH2Br, -CH2CH3, _CH2CH2CH2CH2CH2C00H 等不同取代基團(tuán)的 N-節(jié)基咔唑橋基噻唑橙菁染料探針；p_t代表隊是芐基，X為0，R2分別為-CH2CH2COOH, -CH2CH2CH2Br, -CH2 CH3, -CH2CH2CH2CH2CH2C00H等不同取代基團(tuán)的的N-芐基咔唑橋基噁唑黃菁染料探針，實驗路線及目標(biāo)化合物見表1 表1目標(biāo)化合物a t
權(quán)利要求
1.一種咔唑橋基熒光菁染料探針，其特征是該菁染料探針結(jié)構(gòu)包括有咔唑橋基分別鍵合在噻唑橙(TO)及噁唑黃(YO)的苯并噻(噁)唑和4-甲基喹啉鹽之間而形成的菁染料探針；所述咔唑環(huán)的3位側(cè)鏈一端與苯并噻(噁)唑的2位碳相連，咔唑另一端的6位甲?；c4-乙烯基喹啉鹽化合物相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述咔唑橋基熒光菁染料探針，其特征是所述4-甲基喹啉鹽是以 Br_為陰離子的4-甲基喹啉鹽，在4-甲基喹啉鹽的N位上的基團(tuán)分別為-CH2CH2C00H、_CH2C
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咔唑橋基熒光菁染料探針，其特征是所述咔唑橋基熒光菁染料探針的特性熒光發(fā)射波長630歷-660歷；熒光強(qiáng)度30-55 ；斯托克位移(Stocks) :130-151nm ；熒光量子產(chǎn)率0. 02-0.6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述咔唑橋基熒光菁染料探針的制備方法，該制備方法包括有以下步驟1)3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲?；?N-乙基咔唑、 3-苯并噁唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑、3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑的制備分別向4個IOOmL圓底燒瓶中加入物質(zhì)的量比為1 1的N，N- 二甲基甲酰胺(DMF) 和三氯氧磷，滴畢，于室溫攪拌至反應(yīng)體系呈微紅色后，分別滴加物質(zhì)的量為DMF的17倍的 3-苯并噻唑基-N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-N-芐基咔唑、 3-苯并噻唑基-N-芐基咔唑的1，2- 二氯乙烷溶液，總體積在40-70mL，在溫度為79_80°C 時回流攪拌反應(yīng)他-1池，冷卻至室溫后倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，柱層析分離提純，分別得到3-苯并噻唑基-6-甲酰基-N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲酰基-N-乙基咔唑、 3-苯并噁唑基-6-甲酰基-N-芐基咔唑、3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑；2)咔唑橋基熒光菁染料探針的制備分別將經(jīng)步驟1得出的1摩爾的3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲?；?N-乙基咔唑、3-苯并噁唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑、3-苯并噻唑基-6-甲?；?N-芐基咔唑和四份1.5摩爾的N位上帶有不同取代基的4-甲基喹啉鹽溶于乙醇中， 滴加與4-甲基喹啉鹽等當(dāng)量的哌啶，在溫度為75-80°C時回流攪拌反應(yīng)時間8-16h，冷卻至室溫，再加入乙醚析出紅色固體，抽濾，濾餅經(jīng)柱層析分離，得到所述的咔唑橋基熒光菁染料探針。
全文摘要
本發(fā)明提供一種咔唑橋基熒光菁染料探針，該菁染料探針結(jié)構(gòu)包括有咔唑橋基分別鍵合在噻唑橙及噁唑黃的苯并噻(噁)唑和4-甲基喹啉鹽之間而形成的菁染料探針；所述咔唑環(huán)的3位側(cè)鏈一端與苯并噻(噁)唑的2位碳相連，咔唑另一端的6位甲?；c4-乙烯基喹啉鹽化合物相連。本發(fā)明同時還提供一種咔唑橋基熒光菁染料探針的制備方法。本發(fā)明的效果是該熒光染料生物探針制備方法簡單，原料易得，使得新合成的熒光染料探針的最大發(fā)射波長發(fā)生紅移，熒光強(qiáng)度增大，Stocks位移增大，熒光量子產(chǎn)率提高，光穩(wěn)定性增強(qiáng)。本發(fā)明保留了噻唑橙和噁唑黃嵌入式熒光染料的優(yōu)點，有利于進(jìn)一步提高靈敏度、減少用量、提高穩(wěn)定性。具有光譜范圍廣、摩爾消光系數(shù)大、兩資產(chǎn)率高和靈敏度高等特點。
文檔編號C09K11/06GK102154003SQ201110036668
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者李超, 楊旭, 谷迎春, 費學(xué)寧 申請人:天津城市建設(shè)學(xué)院