一種氧雜蒽熒光染料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種氧雜蒽熒光染料及其制備方法和應(yīng)用，所述熒光染料為3’,3’’-二(氧代螺異苯并呋喃)-3-羥基-7-(二乙氨基)苯并吡喃-呫噸，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)計(jì)并合成一種氧雜蒽染料，該染料具有雙螺環(huán)的六元環(huán)稠合體系，染料光學(xué)信號(hào)的釋放受到雙螺環(huán)結(jié)構(gòu)的控制，螺環(huán)結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)調(diào)控整個(gè)分子結(jié)構(gòu)中熒光團(tuán)氧雜蒽環(huán)共軛體系(醌式體系形成或消失)，拓展其吸收和發(fā)射波長(zhǎng)，使光學(xué)信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生相應(yīng)變化。進(jìn)一步衍生化合成的異硫氰酸酯衍生物分子熒光探針對(duì)Hg2+響應(yīng)快、選擇性高、檢測(cè)的靈敏度高，檢測(cè)限低。總之，本發(fā)明提供了一種氧雜蒽染料的設(shè)計(jì)合成方法，并利用該染料為光學(xué)信號(hào)報(bào)告基團(tuán)設(shè)計(jì)了檢測(cè)Hg2+的分子熒光探針。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氧雜蒽熒光染料及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熒光傳感檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種新型熒光分子探針材料合成及檢測(cè) 方法，尤其是一種新型氧雜蒽熒光染料分子及其探針材料的設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 熒光分析技術(shù)作為現(xiàn)代分析化學(xué)中的一種重要方法，它是利用熒光分子探針作為 光學(xué)信號(hào)試劑，通過(guò)探針材料與目標(biāo)物的結(jié)合使熒光強(qiáng)度或波長(zhǎng)等熒光光學(xué)信號(hào)發(fā)生改變 的分析檢測(cè)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、光學(xué)成像技術(shù)及新型探針標(biāo)記技術(shù)等方面的快速發(fā)展， 極大推動(dòng)了熒光分析技術(shù)在分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、醫(yī)藥和新藥開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域的發(fā)展，而該 技術(shù)的關(guān)鍵就是設(shè)計(jì)并合成滿(mǎn)足各種檢測(cè)目的的熒光分子探針材料。通過(guò)對(duì)熒光分子探針 的特殊設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高選擇性和原位實(shí)時(shí)檢測(cè)等性能，可將微環(huán)境生化作用等變 化信息轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，方便微環(huán)境性能的分析檢測(cè)。探針的特性將直接影響到檢測(cè)結(jié)果的 準(zhǔn)確性、靈敏性，因而開(kāi)發(fā)適用于熒光標(biāo)識(shí)的探針材料以滿(mǎn)足不同檢測(cè)領(lǐng)域的需求將對(duì)化 學(xué)和生物分析檢測(cè)具有重要的意義。
[0003] 近年來(lái)發(fā)展了很多根據(jù)不同機(jī)理設(shè)計(jì)的熒光分子探針，其中有少數(shù)在生物體系中 得到了應(yīng)用。一些檢測(cè)識(shí)別陽(yáng)離子如&12+、1^2+、〇& 2+、1%2+等的探針具有重要的生物學(xué)意義 和醫(yī)學(xué)價(jià)值。Hg2+是一種極具生理毒性的化學(xué)物質(zhì)，它對(duì)人體的危害主要集中在中樞神經(jīng) 系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和內(nèi)臟器官，對(duì)呼吸系統(tǒng)、皮膚、血液及眼睛也有一定的影響。因此，設(shè)計(jì)這 些物質(zhì)的探針對(duì)于檢測(cè)生物體內(nèi)的小分子或者微環(huán)境的變化具有重要的意義。
[0004] 目前，許多種類(lèi)的熒光染料被應(yīng)用于熒光分析檢測(cè)領(lǐng)域中，如：熒光素、羅丹明衍 生物因其固有的吸收波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)處于480 - 580 nm之間、pH依賴(lài)性、抗光漂白能力 差、容易形成聚集體，以及斯托克斯位移小等局限性，使其在活體熒光成像中的應(yīng)用受到限 制。并且，熒光素和羅丹明衍生物分子探針僅含有一個(gè)螺環(huán)結(jié)構(gòu)，探針通過(guò)被識(shí)別基團(tuán)的誘 導(dǎo)控制這個(gè)螺環(huán)結(jié)構(gòu)，使氧雜蒽環(huán)螺環(huán)內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)發(fā)生開(kāi)環(huán)和關(guān)環(huán)，以調(diào)控整個(gè)分子結(jié)構(gòu) 中熒光團(tuán)氧雜蒽環(huán)共軛體系發(fā)生相應(yīng)的改變（醌式體系形成或消失），同時(shí)伴隨著分子熒 光的保持（0N型）或消失（OFF型）。羅丹明類(lèi)衍生物的吸收和發(fā)射波長(zhǎng)短，在480 - 580 nm之間，熒光素類(lèi)衍生物具有自身的局限性，較小的Stoke位移，使得樣品背景對(duì)熒光的干 擾相對(duì)較大；熒光量子產(chǎn)率對(duì)pH值敏感，在生物體內(nèi)的生理環(huán)境下熒光量子產(chǎn)率降低；特 異選擇性差并且親脂性差，不宜滲入細(xì)胞，因而用于細(xì)胞的研究效果差。
[0005] 因此，開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)新穎的新型雙螺環(huán)結(jié)構(gòu)的氧雜蒽染料并拓展其吸收和發(fā)射波長(zhǎng)達(dá) 到550 nm以上，并利用在不同條件下，熒光染料在單個(gè)螺環(huán)開(kāi)環(huán)和雙螺環(huán)開(kāi)環(huán)的異構(gòu)體之 間轉(zhuǎn)化，這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化使染料的共軛體系發(fā)生改變，對(duì)應(yīng)溶液顏色、吸收和發(fā)射峰的波長(zhǎng)及 熒光強(qiáng)度發(fā)生變化，這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的豐富光學(xué)信號(hào)變化信息對(duì)滿(mǎn)足生物體內(nèi)小分子 檢測(cè)和活體熒光成像標(biāo)記具有非常重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，開(kāi)發(fā)出一種新型的具有雙螺環(huán)結(jié) 構(gòu)氧雜蒽熒光染料并拓展其吸收和發(fā)射波長(zhǎng)，提供一種氧雜蒽熒光染料及其衍生物分子探 針的制備方法和應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明所述熒光染料是一種具有雙螺環(huán)的六元環(huán)稠合體系，可在無(wú)熒光光學(xué)信號(hào) 的螺環(huán)內(nèi)酯異構(gòu)體和具有熒光光學(xué)信號(hào)的開(kāi)環(huán)共軛異構(gòu)體之間轉(zhuǎn)化。并進(jìn)一步采用該染料 衍生化合成氧雜蒽熒光染料異硫氰酸酯衍生物分子探針，該探針?lè)肿泳哂袃蓚€(gè)螺內(nèi)酰胺基 團(tuán)，對(duì)檢測(cè)Hg 2+響應(yīng)快、選擇性高、檢測(cè)靈敏度高，其制備方法簡(jiǎn)單易行、成本低，易于推廣 應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種氧雜蒽熒光染料分子探針，為3'，3" -二（氧代螺異苯并呋喃）-3-羥基-7-(二 乙氨基）苯并吡喃-咕噸，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種氧雜蒽熒光染料，其特征在于：所述的氧雜蒽熒光染料為3'，3" -二（氧代螺 異苯并呋喃）-3-輕基-7-(二乙氨基）苯并批喃-咕噸，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
2. -種如權(quán)利要求1所述氧雜蒽熒光染料的制備方法，其步驟如下： 1) 將2-(4-二乙氨基-2-羥基苯甲?；┍郊姿岷蜔晒馑丶尤霛饬蛩嶂袛嚢杈鶆?，避 光加熱，油浴溫度95-100 °C，反應(yīng)3-5小時(shí)冷卻至室溫； 2) 將上述反應(yīng)液冷卻后倒入去離子水中攪拌并用氫氧化鈉調(diào)節(jié)至中性，萃取干燥后減 壓蒸餾除去溶劑得到粗產(chǎn)品，用柱層層析硅膠分離提純，得到目標(biāo)產(chǎn)物3'，3'' -二（氧代 螺異苯并呋喃）-3_羥基_7-(二乙氨基）苯并吡喃-咕噸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述氧雜蒽熒光染料的制備方法，其特征在于：所述2-(4-二乙氨 基-2-羥基苯甲酰基）苯甲酸和熒光素的摩爾比為1:1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述氧雜蒽熒光染料的制備方法，其特征在于：所述2-(4-二乙氨 基-2-羥基苯甲酰基）苯甲酸和熒光素的總重量與溶劑濃硫酸的重量比為1:22-30。
5. -種氧雜蒽染料異硫氰酸酯衍生物，其特征在于：為3'，3" -二（氧代螺異苯并呋 喃）-3-羥基-7-(二乙氨基）苯并吡喃-咕噸-異硫氰酸酯，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
6. -種如權(quán)利要求5所述氧雜蒽染料異硫氰酸酯衍生物的制備方法，步驟如下： 1) 將權(quán)利要求1所述的3'，3'' -二（氧代螺異苯并呋喃）-3-羥基-7-(二乙氨基） 苯并吡喃-咕噸和80%水合肼按照1:40-1:50的摩爾比加入到無(wú)水乙醇中，避光回流加熱 24-28小時(shí)； 2) 將上述反應(yīng)液萃取干燥，并減壓蒸餾除去溶劑得到粗產(chǎn)品，通過(guò)柱層層析硅膠提純 得到目標(biāo)產(chǎn)物為氧雜蒽染料水合肼衍生物； 3) 將步驟2)得到的氧雜蒽染料水合肼衍生物和甲基-2-異硫氰基苯甲酸甲酯加入到 N，N-二甲基甲酰胺中，氮?dú)獗Ｗo(hù)，室溫下攪拌24-28小時(shí)； 4) 將上述步驟3)反應(yīng)液萃取干燥，并減壓蒸餾除去溶劑得到粗產(chǎn)品，通過(guò)柱層層析硅 膠提純，得到目標(biāo)產(chǎn)物為粉紅色固體，目標(biāo)產(chǎn)物為3'，3' ' -二（氧代螺異苯并呋喃）-3-羥 基_7_(二乙氨基）苯并批喃-咕噸-異硫氰酸酯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述氧雜蒽異硫氰酸酯衍生物的制備方法，其特征在于：步驟3)所 述氧雜蒽水合肼衍生物和甲基-2-異硫氰基苯甲酸甲酯的摩爾比為1: 5。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述氧雜蒽異硫氰酸酯衍生物的制備方法，其特征在于：步驟3)所 述氧雜蒽水合肼衍生物和甲基-2-異硫氰基苯甲酸甲酯的總重量與溶劑N，N-二甲基甲酰 胺的重量比為1:10-15。
9. 一種如權(quán)利要求5所述氧雜蒽染料異硫氰酸酯衍生物的應(yīng)用，用于汞離子的檢測(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于具體應(yīng)用方法是：將所述的探針材料氧 雜蒽染料異硫氰酸酯衍生物配制成濃度為5 X KT3 M的溶液，將探針溶液加到檢測(cè)對(duì)象中， 使探針的濃度保持在10 X10_6 M，混合均勻之后，立即用480 nm波長(zhǎng)的光激發(fā)，測(cè)定溶液在 580 nm波長(zhǎng)的發(fā)射光譜，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線確定汞離子這類(lèi)物質(zhì)的含量。
【文檔編號(hào)】C09K11/06GK104327536SQ201410525405
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】曾憲順, 梁麗娟 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)