苯并吲哚半菁染料檢測(cè)葡萄糖的用途原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2014.6.11，申請(qǐng)?zhí)枮?01410258440.7發(fā)明名稱為一種苯并吲哚半菁染料及其用途技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，涉及含氮雜環(huán)化合物，具體涉及苯并吲哚半菁。

背景技術(shù)：
鐵是有機(jī)體各項(xiàng)生理活動(dòng)不可或缺的元素,參與血液中氧的轉(zhuǎn)運(yùn),質(zhì)子轉(zhuǎn)移、DNA和RNA的合成,是各種酶和血紅蛋白的重要組成部分，一旦生物體內(nèi)鐵元素缺乏,就會(huì)發(fā)生各種各樣生理系統(tǒng)紊亂,引起疾病，而過(guò)量的鐵也存在潛在的危害。研究表明體內(nèi)鐵貯存過(guò)多與多種疾病如心臟和肝臟疾病、糖尿病以及某些腫瘤有關(guān)。因此設(shè)計(jì)合成選擇性好、靈敏度高的鐵離子探針近年來(lái)受到了極大的關(guān)注。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的熒光成像技術(shù)具有快速無(wú)損傷,直觀,靈敏度高等特點(diǎn),已廣泛用于檢測(cè)各種化合物，例如金屬離子，陰離子，pH，葡萄糖，DNA，爆炸物等。例如黎俊波設(shè)計(jì)合成了羅丹明衍生物，用來(lái)檢測(cè)鐵離子(黎俊波,李楠楠,余響林,王俊,曾艷,武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào),2010,32(5),11)。喹啉衍生物具有殺菌、抗高血壓、抗抑郁、抗過(guò)敏、抗瘧疾、抗腫瘤等生物活性和藥理活性，常被用作合成藥物的先導(dǎo)化合物；另外，由于其具有優(yōu)良的金屬離子親和性，常被用作化學(xué)傳感器中的識(shí)別基團(tuán)，在合成熒光傳感分子及生物成像等方面有重要作用。如郝會(huì)娟等(郝會(huì)娟，周鑫，吳學(xué)，化學(xué)試劑，2011，33(6)，551)設(shè)計(jì)合成了吡喃并喹啉，發(fā)現(xiàn)該喹啉衍生物對(duì)汞離子具有特異性識(shí)別作用。李曉波等(李曉波，常玲玲，陳夢(mèng)霞，王恩舉，化學(xué)研究與應(yīng)用，2014,26(1)，97)設(shè)計(jì)合成了磺酰氨基喹啉，發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)該喹啉衍生物對(duì)鋅離子具有特異性識(shí)別作用，而對(duì)三價(jià)鐵離子沒(méi)有熒光響應(yīng)。菁染料廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、光動(dòng)力學(xué)療法(PDT)、DNA測(cè)序、pH探針等領(lǐng)域。苯并吲哚半菁染料作為功能菁染料的一類,由于其穩(wěn)定性高、吸收波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍大、摩爾消光系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn),在合成、性質(zhì)研究及應(yīng)用方面得到人們的廣泛關(guān)注.吲哚菁染料是菁染料的一個(gè)重要分支,由于其摩爾消光系數(shù)大、熒光性能良好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),所以近年來(lái)在紅外激光染料、光盤存儲(chǔ)材料、生物分析、核酸標(biāo)記等方面得到了廣泛應(yīng)用。例如，康瓊等設(shè)計(jì)合成了苯并吲哚半菁染料，研究了染料在不同溶劑中的吸收光譜性質(zhì),并且發(fā)現(xiàn)合成的苯并吲哚半菁染料在生理?xiàng)l件下與鮭魚精DNA、牛血清白蛋白、溶菌酶、淀粉酶和糜蛋白酶的相互作用,發(fā)現(xiàn)其熒光強(qiáng)度隨著DNA濃度的增加而增強(qiáng)(康瓊，范芳麗，畢渭濱，黃怡，付義樂(lè)，王蘭英，有機(jī)化學(xué),2012,32,567～573)。國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2014年4月30日公開一種吲哚類pH熒光探針及其制備方法和應(yīng)用(公開號(hào)為CN103756669A)的專利申請(qǐng)，該專利申請(qǐng)公開了一種如下式(I)所示的吲哚類化合物，但是，上述專利申請(qǐng)僅公開了該化合物所制備的pH熒光探針可穿透細(xì)胞膜，適用于細(xì)胞內(nèi)pH的檢測(cè)和細(xì)胞標(biāo)記。因此，對(duì)下式(I)所示的吲哚類化合物的活性進(jìn)行研究，開發(fā)其新用途具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種苯并吲哚半菁染料的新用途。上述新用途具體是苯并吲哚半菁染料檢測(cè)葡萄糖的用途，其中所述的檢測(cè)葡萄糖的方法由以下步驟組成：(1)將苯并吲哚半菁染料溶解在親水性有機(jī)溶劑中，制備得到苯并吲哚半菁染料儲(chǔ)備液，將二氯化鐵溶解在水中制備二價(jià)鐵離子水溶液，分別取苯并吲哚半菁染料儲(chǔ)備液、二價(jià)鐵離子水溶液和葡萄糖氧化酶混合均勻，然后用水稀釋后得到含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液；所述的含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液中，親水性有機(jī)溶劑含量為0.1％(v/v)，苯并吲哚半菁染料的濃度為10～50μM，二價(jià)鐵離子與苯并吲哚半菁染料的摩爾比為5:1，葡萄糖氧化酶為5～20U/10mL；所述的親水性有機(jī)溶劑是乙腈、THF、DMF或者DMSO；(2)往步驟(1)所得到含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液中滴加水溶液的待檢測(cè)樣品，在波長(zhǎng)為365nm光激發(fā)下，觀察水溶液熒光是否發(fā)生變化，如果水溶液熒光顏色淬滅，則說(shuō)明樣品中含有葡萄糖；上述苯并吲哚半菁染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下式(I)所示：本發(fā)明所述的苯并吲哚半菁染料采用本領(lǐng)域常用方法合成，如，將喹啉4-甲醛與1,1,2-三甲基苯并[e]吲哚反應(yīng)得到。本發(fā)明人推薦的方法由反應(yīng)式(Ⅱ)表示：本發(fā)明所述的苯并吲哚半菁染料的熒光光譜在540nm處有一強(qiáng)熒光峰，在365nm光激發(fā)下顯示綠色熒光。加入三價(jià)鐵離子后，熒光發(fā)生淬滅，而加入二價(jià)鐵離子其熒光變化較小。由于雙氧水可以將二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，因此本發(fā)明所述的苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子體系的熒光可以被雙氧水淬滅。同時(shí)葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下，可以生成雙氧水。因此本發(fā)明所述的苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶體系的熒光可以被葡萄糖淬滅。以下以化學(xué)式(I)所示的苯并吲哚半菁染料為例，說(shuō)明苯并吲哚半菁染料應(yīng)用為檢測(cè)葡萄糖的熒光探針，以及細(xì)胞毒性。一、熒光檢測(cè)葡萄糖(1)配制濃度為30mM的苯并吲哚半菁染料THF溶液，配置濃度為30mM的二氯化鐵水溶液；配制濃度為30mM的葡萄糖溶液。(2)取10μl苯并吲哚半菁染料DMSO溶液，1mL二氯化鐵水溶液和10U的葡萄糖氧化酶加入10mL容量瓶中；取不同體積的葡萄糖的水溶液，加入上述容量瓶中，用蒸餾水稀釋到10ml，配制成葡萄糖不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溶液，在368m處激發(fā)，在540nm處測(cè)試其熒光強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見圖1。檢測(cè)上述溶液的熒光光譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入葡萄糖后，溶液的熒光光譜中540nm處的熒光峰消失。二、苯并吲哚半菁染料在體內(nèi)外的細(xì)胞毒性MTT法檢測(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)活性將PC3細(xì)胞以每孔6X103個(gè)細(xì)胞接種于96孔板,培養(yǎng)過(guò)夜,換用含有苯并吲哚半菁染料濃度分別為5,10,15,20μmol/ml的培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)24h后,吸棄上清液,每孔加入200μlMTT試劑(5mg/ml，用PBS配制)，繼續(xù)培養(yǎng)4h，棄去培養(yǎng)液，每孔加入150μlDMSO，置于細(xì)胞搖床中10min，至藍(lán)色顆粒完全溶解。用酶標(biāo)儀(ELX800全自動(dòng)酶標(biāo)儀,美國(guó)寶特儀器有限公司)在激發(fā)波長(zhǎng)為490nm條件下，測(cè)定各孔吸光度值,以含有細(xì)胞的培養(yǎng)液和MTT為對(duì)照組,以只加等量的培養(yǎng)液和MTT為空白孔。按照下述公式計(jì)算細(xì)胞存活率:細(xì)胞存活率(％)＝(實(shí)驗(yàn)孔吸光度值-空白孔吸光度值)/(對(duì)照孔吸光度值-空白孔吸光度值)×100％。每個(gè)濃度設(shè)置5個(gè)平行孔,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。結(jié)果如圖2所示。圖2顯示苯并吲哚半菁染料的細(xì)胞毒性低。附圖說(shuō)明圖1為添加不同濃度葡萄糖后苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶混合體系的熒光光譜圖，其中苯并吲哚半菁染料濃度為20μM，二價(jià)鐵離子濃度為200μM，葡萄糖氧化酶為10U。圖2為苯并吲哚半菁染料的細(xì)胞毒性的條形圖。具體實(shí)施方式下面用具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的制備方法及其效果。實(shí)施例11.苯并吲哚半菁染料的制備在100ml燒瓶中加入2.09g(10.00mmol)1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚，1.57g(10.00mmol)4-喹啉甲醛和0.05g醋酸銨，然后加入50ml無(wú)水乙醇。室溫下反應(yīng)12小時(shí)后，減壓蒸餾除去溶劑，殘留固體用硅膠柱在洗脫液組成為乙酸乙酯：正己烷＝1:1(v/v)下純化得到黃色固體2.05g。產(chǎn)率59％。2.化合物的表征1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm)＝8.99(d,J＝4.5Hz,1H),8.61(d,J＝15.9Hz,1H),8.40(d,J＝8.4Hz,1H),8.21(d,J＝8.4Hz,1H),8.12(s,1H),8.10(s,1H),8.06(d,J＝8.2Hz,1H),8.00(d,J＝8.5Hz,1H),7.89(d,J＝8.5Hz,1H),7.84(t,J＝7.5Hz,1H),7.76(s,1H),7.72(d,J＝5.9Hz,1H),7.65(t,J＝7.5Hz,1H),7.54(t,J＝7.5Hz,1H),1.70(s,6H).13CNMR(100MHz,DMSO-d6)δ＝184.33,150.73,150.29,148.28,140.55,139.90,132.26,130.44,129.68,129.62,129.49,129.11,128.06,127.21,126.80,125.58,125.38,124.97,123.51,123.09,120.27,117.87,54.28,21.85.IR(v-1,LiBr):3452,2961,2915,2851,2024,1639,1568,1498,1458,1386,1115,961,818,756,608.MS(MALDI-Cl):C25H20N2m/z348.1626for[M+H+]349.1699.ElementalAnalysis:CalcdC,86.17；H,5.79；N,8.04.FoundC,86.11；H,5.82；N,8.07.mp:246.5-247.0℃.上述檢測(cè)結(jié)果證實(shí)制備的化合物為化學(xué)式(I)所示的苯并吲哚半菁染料。實(shí)施例2苯并吲哚半菁染料檢測(cè)葡萄糖(1)配制濃度為30mM的苯并吲哚半菁染料乙腈溶液；配制濃度為30mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料乙腈溶液，50μl二氯化鐵水溶液，10U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液；(2)配制濃度為30mM的葡萄糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結(jié)果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅。我們依據(jù)上述方法配制含苯并吲哚半菁染料和汞離子的水溶液和含苯并吲哚半菁染料和鋅離子的水溶液，在上述水溶液中加入雙氧水水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。此結(jié)果表明，苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子體系對(duì)雙氧水顯示出選擇性和熒光識(shí)別能力。實(shí)施例3苯并吲哚半菁染料檢測(cè)葡萄糖(1)配制濃度為30mM的苯并吲哚半菁染料乙腈溶液；配制濃度為30mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料乙腈溶液,50μl二氯化鐵水溶液和20U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為30mM的雙氧水水溶液，濃度為150mM的果糖水溶液，濃度為30mM的半乳糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結(jié)果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對(duì)葡萄糖顯示出選擇性和熒光識(shí)別能力。實(shí)施例4苯并吲哚半菁染料檢測(cè)葡萄糖(1)配制濃度為50mM的苯并吲哚半菁染料DMSO溶液；配制濃度為25mM的硫酸化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料DMSO溶液，100μl二氯化鐵水溶液和5U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為10mM的葡萄糖水溶液，濃度為150mM的半乳糖水溶液，濃度為30mM的果糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結(jié)果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對(duì)葡萄糖顯示出選擇性和熒光識(shí)別能力。實(shí)施例5(1)配制濃度為10mM的苯并吲哚半菁染料DMF溶液；配制濃度為50mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料DMF溶液，10μl二氯化鐵水溶液和15U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為100mM的葡萄糖水溶液，濃度為150mM的果糖水溶液，濃度為150mM的半乳糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結(jié)果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。此結(jié)果表明，苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對(duì)葡萄糖顯示出選擇性和熒光識(shí)別能力。實(shí)施例6(1)配制濃度為20mM的苯并吲哚半菁染料DMF溶液；配制濃度為20mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料DMF溶液，50μl二氯化鐵水溶液和20U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為80mM的葡萄糖水溶液，濃度為200mM的果糖水溶液，濃度為200mM的半乳糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結(jié)果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。此結(jié)果表明，苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對(duì)葡萄糖顯示出選擇性和熒光識(shí)別能力。實(shí)施例7(1)配制濃度為40mM的苯并吲哚半菁染料DMF溶液；配制濃度為40mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料DMF溶液，50μl二氯化鐵水溶液和10U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為60mM的葡萄糖水溶液，濃度為200mM的果糖水溶液，濃度為200mM的半乳糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價(jià)鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結(jié)果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。此結(jié)果表明，苯并吲哚半菁染料，二價(jià)鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對(duì)葡萄糖顯示出選擇性和熒光識(shí)別能力。