一種氧雜蒽螢光染料分子螢光探針及其製備方法和應用的製作方法
2023-06-05 07:43:26 3
一種氧雜蒽螢光染料分子螢光探針及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】一種氧雜蒽螢光染料分子螢光探針，在不同的酸鹼條件下，螢光染料在單個螺環開環和雙螺環開環的異構體之間轉化，這種結構轉化使染料的共軛體系發生改變，對應溶液顏色、吸收和發射峰的波長及螢光強度發射變化，利用氧雜蒽螢光染料製備氧雜蒽染料酯化衍生物，可作為螢光分子探針材料實現NADH的螢光檢測檢測。本發明的優點是：該分子螢光探針具有雙螺環的六元環稠合體系，染料光學信號的釋放受到雙螺環結構的控制，螺環結構的開關調控整個分子結構中螢光團氧雜蒽環共軛體系，拓展其吸收和發射波長，使光學信號強度發生相應變化；該探針材料對NADH響應快、選擇性高、具有好的生物膜透性，其製備方法簡單易行、成本低，經濟技術效果明顯。
【專利說明】一種氧雜蒽螢光染料分子螢光探針及其製備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及染料分子螢光探針【技術領域】，特別是一種氧雜蒽螢光染料分子螢光探 針及其製備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 螢光分析技術作為現代分析化學中的一種重要方法，它是利用螢光分子探針作為 光學信號試劑，通過探針材料與目標物的結合使螢光強度或波長等螢光光學信號發生改變 的分析檢測技術。隨著計算機科學、光學成像技術及新型探針標記技術等方面的快速發展， 極大推動了螢光分析技術在分子生物學、細胞生物學、醫藥和新藥開發等領域的發展，而該 技術的關鍵就是設計併合成滿足各種檢測目的的螢光分子探針材料。通過對螢光分子探針 的特殊設計而實現高靈敏度、高選擇性和原位實時檢測等性能，可將微環境生化作用等變 化信息轉變為光信號，方便微環境性能的分析檢測。探針的特性將直接影響到檢測結果的 準確性、靈敏性。因而，開發適用於螢光標識的探針材料以滿足不同檢測領域的需求將對化 學和生物分析檢測具有重要的意義。
[0003] 基於螢光探針的螢光成像技術由於簡單、直觀、選擇性好、靈敏度高及信息量豐富 等特點而廣泛應用於化學和生物檢測。在細胞和活體組織內的小分子物種檢測中，為了獲 取真實、準確的檢測信息，發射波長在近紅外區域650 - 900 nm的螢光探針受到了研究者 的重視，近紅外光檢測比可見光檢測具有明顯的優勢，如信噪比高、光信號穿透性強、檢測 靈敏度高及成像解析度好等。
[0004] 目前，許多種類的螢光染料被應用於螢光分析檢測領域中，如：螢光素類、羅丹明 類、香豆素類、菁染料、氟硼熒類和鄰苯二甲醛類化合物等。但是羅丹明類螢光染料的吸收 和發射光譜的峰形較狹窄，同時Stokes位移也較小，使其在活體螢光成像中的應用受到限 制。同時，螢光受樣品背景幹擾相對較大、螢光量子產率對酸鹼度敏感、在生物體內的生理 環境下螢光量子產率降低、對光敏感，在強光檢測下容易發生光漂白作用、親脂性差，不易 滲入細胞，因而用於細胞的研究效果差、特異選擇性差。雖然具有近紅外吸收和發射的菁染 料被廣泛的應用於細胞成像，但菁染料仍然存在量子產率低、易光漂白的不足。
[0005] 因此，開發結構新穎的雙螺環結構的氧雜蒽染料並拓展其發射波長達到650 nm以 上，並利用在不同條件下，螢光染料在單個螺環開環和雙螺環開環的異構體之間轉化，這種 結構轉化使染料的共軛體系發生改變，對應溶液顏色、吸收和發射峰的波長及螢光強度發 生變化，這種結構轉化所產生的豐富光學信號變化信息對滿足生物體內小分子檢測和活體 螢光成像標記具有非常重要的科學意義和實用價值。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種氧雜蒽螢光染料分子螢光探 針及其製備方法和應用，該分子螢光探針具有雙螺環的六元環稠合體系，可在無螢光光學 信號的螺環內酯異構體和具有螢光光學信號的開環共軛異構體之間轉化；該分子螢光探針 具有兩個酯化基團，具有良好的生物膜透性，對檢測NADH響應快、選擇性高；其製備方法簡 單易行、成本低，易於推廣應用。
[0007] 本發明的技術方案： 一種氧雜蒽螢光染料分子螢光探針，化學式為11，13_(3'，3'' -二氧代螺異苯並呋 喃）-3, 8-二（二乙氨基）苯並吡喃-咕噸1及其類似物13, 15-(3'，3'' -二氧代螺異苯 並呋喃）-3, 9-二（二乙氨基）苯並吡喃-(21，22)-苯撐-咕噸2和13, 15-(3'，3'' -二 氧代螺異苯並呋喃）-3, 9-二（二乙氨基）苯並吡喃-(21，22)-苯撐-咕噸3,其化學結構 式為：
【權利要求】
1. 一種氧雜蒽螢光染料，其特徵在於：化學式為11，13_(3'，3'' -二氧代螺異苯並呋 喃）-3, 8-二（二乙氨基）苯並吡喃-咕噸1及其類似物13, 15-(3'，3'' -二氧代螺異苯 並呋喃）-3, 9-二（二乙氨基）苯並吡喃-(21，22)-苯撐-咕噸2和13, 15-(3'，3'' -二 氧代螺異苯並呋喃）-3, 9-二（二乙氨基）苯並吡喃-(21，22)-苯撐-咕噸3,其化學結構 式為：
2. -種如權利要求1所述氧雜蒽螢光染料的製備方法，其特徵在於步驟如下： 1) 將濃度為98wt%的硫酸逐滴加入冰水浴冷卻的2- (4-二乙氨基-2-羥基苯甲醯基） 苯甲酸和1，4-二羥基苯的混合液、2-(4_二乙氨基-2-羥基苯甲醯基）苯甲酸和1，5-二羥 基萘的混合液或2-(4-二乙氨基-2-羥基苯甲醯基）苯甲酸和2,6-二羥基萘的混合液中， 避光油浴加熱，在溫度為80-90 °C下反應4-6小時，然後冷卻至室溫，得到反應液； 2) 將上述反應液倒入去離子水中，攪拌並用飽和碳酸氫鈉水溶液調節至中性，用乙酸 乙酯萃取、乾燥後減壓蒸餾，除去溶劑後得到粗產品； 3) 用矽膠柱層析分離提純，得到目標產物11，13-(3'，3'' -二氧代螺異苯並呋 喃）-3, 8-二（二乙氨基）苯並吡喃-咕噸1，按相同分離方法，獲得類似物2和3。
3. 根據權利要求2所述氧雜蒽螢光染料的製備方法，其特徵在於：所述2-(4-二乙氨 基-2-羥基苯甲醯基）苯甲酸與1，4-二羥基苯、1，5-二羥基萘或2,6-二羥基萘的摩爾比 均為2:1 ;2_ (4-二乙氨基-2-羥基苯甲醯基）苯甲酸和1，4-二羥基苯的混合液或1，5-二 羥基萘和2,6-二羥基萘的混合液與98wt%的硫酸的重量比為1:22-30 ;反應液與去離子水 的用量體積比為1 :15_25 ;所述反應液與乙酸乙酯的用量體積比為1 :10-15。
4. 一種如權利要求1所述氧雜蒽螢光染料分子螢光探針的應用，其特徵在於：利用氧 雜蒽螢光染料製備氧雜蒽染料酯化衍生物，用於NADH的檢測。
5. 根據權利要求4所述氧雜蒽螢光染料分子螢光探針的應用，其特徵在於：所述氧雜 蒽染料酯化衍生物的製備方法，氧雜蒽染料酯化衍生物4, 5和6化學結構式如下：
製備步驟是： 1)將上述製得的氧雜蒽螢光染料1、2或3、濃度為98wt%的濃硫酸和無水乙醇按照1 : 4 :200的摩爾比加入到圓底燒瓶中，避光回流加熱24-28小時後冷卻至室溫，得到反應液； 2)將上述反應液倒入去離子水中，加入固體NaCl，然後用飽和NaHC03水溶液中和至 中性，並用乙酸乙酯萃取乾燥，減壓蒸餾除去溶劑得到粗產品，通過矽膠柱層析提純，得到 目標產物藍色固體苯並吡喃-咕噸酯4、5或6,所述反應液與去離子水的用量體積比為1 : 15-25 ;反應液與NaCl的摩爾比為1 :4 ;反應液與乙酸乙酯的用量體積比為1 :10-15。
6.根據權利要求4所述氧雜蒽螢光染料分子螢光探針的應用，其特徵在於：所述氧 雜蒽染料酯化衍生物用於NADH的檢測的方法是：將氧雜蒽染料酯化衍生物作為螢光探針 材料，配製成濃度為5X1(T3M的溶液，將探針溶液加到檢測對象中，使探針的濃度保持在 10X10-6M，混合均勻之後，用520nm波長的光激發，測定溶液在580-590nm和650nm以 上波長的發射光譜強度，根據標準曲線確定NADH這類物質的含量。
【文檔編號】C07D493/22GK104479670SQ201410671189
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】曾憲順, 劉暢 申請人:天津理工大學