基於螯合誘導螢光增強的鋅離子螢光探針及其應用的製作方法
2023-05-10 08:41:36
基於螯合誘導螢光增強的鋅離子螢光探針及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開基於螯合誘導螢光增強的鋅離子螢光探針及其應用，該探針是通過水楊醛及其衍生物與1,3-二氨基異丙醇希夫鹼反應縮合而成，並得到了其中1,3-二（5-氯水楊醛縮胺基）異丙醇與醋酸鋅配位結合形成的配合物單晶[Zn3(L1)2(OAc)2]。該螢光探針本身具有良好的化學、光學穩定性；對鋅離子具有螢光增強的特異性響應，檢測限可達到納摩爾級，不受其他離子的幹擾，且響應迅速。
【專利說明】基於螯合誘導螢光增強的鋅離子螢光探針及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於配位化學領域，更加具體地說，涉及一類基於螯合誘導螢光增強的鋅離子螢光探針及該類探針代表性化合物與鋅離子的配合物合成及應用。
【背景技術】
[0002]鋅離子是生物體中第二大過渡金屬離子，並在人類生理病理中起到不同的作用，其多集中在腦組織中，濃度可達0.1-0.5mM。體內鋅的總含量很高，可以達到2-3g，但是與蛋白質鬆弛結合的游離鋅濃度比較低並被機體嚴密的控制。目前的實驗已經證明游離的鋅穩態被打亂以後會產生阿爾茲海默症，肌萎縮性脊髓側索硬化症(ALS)，帕金森症，局部缺血和癲癇。另外，游離鋅也與細胞死亡有關，例如細胞凋亡。因此,一種靈敏的卻無傷害的技術追蹤和顯像游離鋅是非常必要的。同時鋅離子因具有3d電子構型所以有非常強的選擇性，因此成為螢光探針未來發展的一個重要的研究方向。
[0003]物質分子、原子吸收光輻射被激發，再發射出與吸收波長相同或更長的光，成為光致發光，最常見的為螢光和磷光。螢光分子探針技術應用於過渡金屬及重金屬離子的檢測，可實現微環境中的原位檢測。目前已成為檢測體內和體外生物相關物質和其功能的強有力的工具，以及作為可以在分子水平上不需要其他特殊儀器單用肉眼觀察離子不可缺少的工具。實際選用的螢光分子探針必須使理想分析物選擇性的結合產生一個具有穿透力的光信號，理想的細胞內螢光分子探針應該具有一個高量子產率的(1/4)信號並且激發波長超過340nm,另一個特點則是允許使用玻璃顯微鏡物鏡和阻止UV誘導的細胞損傷。好的螢光分子探針的發射波長應該接近500nm，可以有效阻止來源於細胞中物質所產生的自發螢光並且可以選用典型的螢光顯 微法濾光片操作。除此之外，探針必須具有被動的不可逆的載入細胞的能力。經過特殊設計的螢光分子探針具有高靈敏度，高特異性，可進行實時單分子檢測，安全方便等優點，因此對螢光分子探針的研究具有重要的科學意義和廣闊的應用前景。
[0004]目前報導的生物應用鋅離子螢光探針按作用機理可分為六大類，其中一類為基於鰲合誘導螢光增強的螢光探針。研究發現，探針分子骨架的剛柔性，對分子的螢光強度有重要影響，當分子結構趨平面化，空間扭轉能力降低可以使螢光增強，所以當探針分子與金屬離子配合後，分子的骨架剛性增加，使上述各種電子或能量轉移受到影響，因而引起螢光增強，目前已報導了許多基於這種鰲合誘導螢光增強的Zn2+螢光探針。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供可以作為高靈敏度的鋅螢光探針而加以利用的化合物，和現有文獻中鋅離子探針(化合物)相比較，本發明探針具有靈敏度高，檢測下限低，響應速度快，選擇性高，穩定性強，製備簡單、合成成本低等優勢。
[0006]本發明的目的通過下述技術方案予以實現:
[0007]基於螯合誘導螢光增強的鋅離子螢光探針結構，即化合物分子結構，如下:
[0008]
【權利要求】
1.基於螯合誘導螢光增強的螢光探針化合物分子作為鋅離子螢光探針分子的應用，其特徵在於，所述螢光探針化合物分子結構如下:
2.根據權利要求1所述的基於螯合誘導螢光增強的螢光探針化合物分子作為鋅離子螢光探針分子的應用，其特徵在於，在所述化合物結構中，優選對稱取代結構，即分子中取代基R1與R8相同、R2與R7相同、R3與R6相同、R4與R5相同，以使所述化合物分子以
3.基於螯合誘導螢光增強的螢光探針化合物分子作為鋅離子螢光探針分子的應用，其特徵在於，所述螢光探針化合物分子式為C17H16Cl2N2O3，分子結構如下:OH 所述化合物分子在結合鋅離子前後，螢光量子產率有大幅度的增長，且對鋅離子有很好的選擇性，且不受其他陽離子的幹擾；對鋅鹽的陰離子具有選擇性，醋酸鋅最強，其次分別是氯化鋅、硝酸鋅、溴化鋅、高氯酸鋅，而硫酸鋅與探針幾乎不產生螢光；所述螢光探針分子對鋅離子的螢光檢測下限低。
4.根據權利要求3所述的基於螯合誘導螢光增強的螢光探針化合物分子作為鋅離子螢光探針分子的應用，其特徵在於，所述其他陽離子為K+、Mg2+、Ca2+、CU2+、Mn2+、Fe2+或者Fe3+，所述螢光檢測的下限為0.3-1.5 μ M，在0.3-1.5 μ M鋅離子濃度範圍內，所述探針螢光強度呈現出良好的線性關係，可用於定量檢測鋅離子的濃度。
5.基於螯合誘導螢光增強的螢光探針化合物與鋅離子形成的配合物，其特徵在於，所述螢光探針化合物分子式為C17H16Cl2N2O3,分子結構如下:
6.根據權利要求5所述的配合物，其特徵在於，所述配合物單晶在最大發射光波長λ em=455nm處具有很強的突光峰,最大激發波長為244nm。
7.一種製備如權利要求5所述配合物的方法，其特徵在於，醋酸鋅和化合物的摩爾比為(1.5 — 2):1，採用乙腈和甲醇配合的混合溶劑，將醋酸鋅與化合物分子溶解在乙腈和甲醇的混合溶劑中，室溫下攪拌反應至少2小時；之後過濾，將濾液採用溶劑揮發法，靜置放置室溫下待溶劑慢慢揮發，附壁生長出黃色塊狀結晶，即得到配合物單晶。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，所述乙腈和甲醇兩者體積優選1:1 ；所述室溫為20—25攝氏度；所述攪拌速度選擇60—100轉/min ;所述室溫下攪拌反應時間優選2— 6小時；所述靜置放置的時間選擇至少160h，優選160— 180h。
9.如權利要求5所述的配合物在螢光防偽、螢光裝飾材料、螢光油墨、螢光儲存纖維、防偽纖維、光敏變色材料、光記錄材料領域的應用，其特徵在於，利用所述配合物的螢光變色特性，即不同波段 激發光照射下晶體螢光顏色各不相同。
【文檔編號】C07C249/02GK103865520SQ201210549976
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月17日 優先權日:2012年12月17日
【發明者】徐靖源, 葛強, 謝承志 申請人:天津醫科大學