一種亞硒酸鹽離子型化合物及其製備方法和應用的製作方法

2023-12-12 00:50:42

專利名稱：一種亞硒酸鹽離子型化合物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及亞硒酸鹽離子型化合物及其製備方法和應用。
背景技術：
鋅是一種重要的人體必需的微量元素，廣泛分布於人體的細胞和體液中，在人體 中的含量僅次於鐵而排在第二位，參與很多生物學過程。例如DNA合成、基因表達、微管的 多聚化、基體免疫、酶催化等諸多方面，其重要性得到了廣泛的認同。因此Zn2+的檢測，尤其 是活體細胞和組織中鋅的測定與螢光顯微成像成為近年來生物化學家非常關注的領域。不 同於其它過渡金屬離子(如Fe3+、Mn2+、Cu2+)，由於最外層電子分布為3cr4S°Zn2+不顯現任何 波譜或磁信號。因此常用的紫外光譜、圓二色譜、核磁共振、電子順磁共振和穆斯保爾光譜 儀等均不適用於Zn2+的測定。目前Zn檢測方法主要為原子吸收光譜法、分光光度法、離子 色譜法等，其中精度最高的是原子吸收光譜法。但是，原子吸收光譜法成本太高，這也是人 體微量鋅檢測無法普及的重要原因之一。螢光技術由於具有儀器操作簡單、靈敏度高等優 點，在分析化學和生物醫學領域得到了廣泛的應用。是目前公認的一種非常有前景的高效、 便捷的檢測方法。光纖螢光傳感技術是其中最有潛力的一種實用化技術。近幾年來，人們開始關注設計合成對鋅離子具有特異性響應的光化學傳感器， 併合成了幾類有機螢光探針，主要有基於染料類的螢光探針，具有代表性的有TSQ， ZinquinA, QQB, Danquin和TAEAIR-780等，這些探針都是用紫外光激發，紫外激發容易對生 命細胞產生傷害，也會產生Zn動力學活動的假象，這在一定程度上也限制了其在生物體Zn 檢測上的應用；第二類是基於助染劑類螢光探針，助染劑類螢光探針以吡啶衍生物為主，比 如Zinpyr-l，ZnAF-I，ZnAF-2，Zinbo-5，[Co (bpy) 20DHIP]3+, DPA-Cy 等，這些探針的激發波 長雖然在可見或近紅外區，可以避免激發光對細胞的傷害，但是水溶性很差，需用有機溶劑 溶解。因此開發出一種在可見區激發而且水溶性的鋅離子螢光探針具有非常重要的意義。

發明內容
本發明的目的在於提供一種亞硒酸鹽離子型化合物及其製備方法，該化合物可用 於生物體內鋅離子的檢測，也可用於細胞內鋅離子的螢光標記。本發明提供的一種亞硒酸鹽離子型化合物，其結構式如下
HO^O- · 本發明化合物的製備方法，包括以下步驟
1)、將鄰菲咯啉二酮、醋酸鈉按照物質的量比1 15-30溶解於冰醋酸中，加熱到 40-60°C時加入1-1. 5倍於鄰菲咯啉二酮的對甲基苯甲醛，回流攪拌2-4小時，用2_4倍於 冰醋酸的水稀釋，用濃氨水中和至中性，抽濾，真空乾燥後得到黃色固體2-(4_甲苯基)咪 唑[4,5-f] [1,10]菲咯啉；2)、將1體積的溶有2-(4_甲苯基)咪唑[4，5_f][l，10]菲咯啉的二氧六環懸 浮液，在50-65°C緩慢加入到1/10-1體積的至少溶有0. ImM 二氧化硒的二氧六環溶液中， 2-(4_甲苯基)咪唑[4，5-f] [1，10]菲咯啉與二氧化硒的物質的量比為1 3 3.5，80°C 攪拌至少半小時，抽濾，真空乾燥得到產品。本發明作為選擇性檢測生物體內鋅離子的螢光探針有如下優點首先化合物是全 水溶性的，可以避免如DMS0、乙腈、甲醇等有機溶劑對細胞的損傷；第二，其本身在水溶液 中沒有螢光，但是與鋅離子作用後，發出很強的綠色螢光，生物體內其他金屬離子、陰離子 以及胺基酸對鋅離子檢測均沒有影響。因此本發明可以作為選擇性檢測生物體內鋅離子的 螢光探針，也可用於螢光標記細胞內鋅離子，為臨床醫學中相關疾病的診斷提供幫助。


圖1本發明亞硒酸鹽離子型化合物的晶體結構2本發明化合物對金屬離子的選擇性識別測試圖3本發明化合物對胺基酸的選擇性識別測試圖4本發明化合物對陰離子的選擇性識別測試圖5鋅離子對本發明化合物螢光滴定圖6本發明化合物對細胞內鋅離子的螢光成像(a)PBS緩衝液中細胞的自發螢光 成像；(b)與化合物Cl共孵育10分鐘後細胞的螢光成像；(C)細胞的明場照片；(d)b圖和 c圖重疊的照片，可以找出細胞內鋅離子的分布。
具體實施例方式實施例1亞硒酸鹽離子型化合物的製備和表徵步驟一稱取鄰菲咯啉二酮(0. 525g)、乙酸銨(3. 88g)溶於IOml冰醋酸中，加熱 到50°C時加入0. 775g對甲基苯甲醛，130°C反應2小時。冷卻後加入25ml水，用濃氨水中和 至中性，有大量黃色沉澱析出，抽濾，用冰水洗滌。所得沉澱在乙醇中重結晶，得到2-(4_甲 苯基)咪唑[4，5-f] [1，10]菲咯啉；步驟二 稱取0.0928g 2-(4-甲苯基)咪唑[4，5_f] [1，10]菲咯啉溶於16ml 二氧 六環中，60°C下緩慢加入到4ml含有0. Ilg 二氧化硒的二氧六環溶液，80°C攪拌2小時，抽 濾得到目標化合物Cl。化合物Cl熔點251-254°C。化合物表徵.1HNMR(300MHz, DMS0_d6)，δ (ppm) :2· 42 (s, 3H)，7. 36 (d, 2H, J = 8. 1Hz)，7. 78 (d, 2H, J = 4. 2Hz)，8. 12 (d, 2H, J = 8. 1Hz)，8. 86 (dd, 2H, J= 1. 8Hz，J = 8. 1Hz)，8. 97 (d, 2H, J = 4. 2Hz). ESI mass spectrometry :m/z :440. 08.X-衍射晶體結構數據C2tlH2tlN4O5Se, M = 47 5.36， a = 18.708(2) Α, δ = 14.3200(10) A, c = 7.349(3) Α, α = 90. 00 °，β = 92. 890(10)。，Y = 90.00° , V = 1966.3(8) A3, T = 298 (2) K, space group, Z = 4,10891 ref lectionsmeasured,3462ind印endent reflections (Rint = 0. 0460). The final R1 values were 0. 0489(1 > 2 σ (I)). The finalwR(F2)values were 0. 1100(1 > 2 σ (I). The final R1 values were 0. 0895 (all data) · The final wR(F2) values wereO. 1305 (all data) · X-衍射晶體結構圖 見圖1。實施例2本發明化合物對鋅離子的檢測一、溶液配製(1)化合物溶液的配製用三蒸水分別配製化合物Cl溶液2mM備用。(2)金屬離子溶液配製
用三蒸水分別配製40mM的下列離子儲備液NaCl, KCl, MgCl2 · 6H20, CaCl2, CrCl3 · 6H20, MnCl2 · 4H20, FeCl3 · 6H20, Co(NO3)2 · 6H20, NiCl2 · 6H20, CuCl2 · 2H20, ZnCl2, SnCl4 · 5H20, Al (NO3)2 · 9H20, BaCl2.(3)胺基酸溶液的配製用三蒸水分別配製2mM下列胺基酸儲備液 甘氨酸(G)，丙氨酸㈧，精氨酸(R)，天冬醯胺(N)，天冬氨酸⑶，半胱氨酸(C)， 穀氨醯胺(Q)，穀氨酸(E)，組氨酸(H)，異亮氨酸(I)，賴氨酸(K)，蛋氨酸(M)，苯丙氨酸 (F)，脯氨酸⑵，絲氨酸⑶，蘇氨酸⑴，色氨酸(W)，酪氨酸⑴，纈氨酸((V).(4)陰離子溶液的配製用三蒸水分別配製25mM下列陰離子儲備液Na3P04，Na2CO3, NaOAC, KBr, K2C2O4 · H2O, Na2S, NaCl，NaF，KNO3, KSCN。二、化合物對生物體內可能存在的金屬離子、胺基酸以及陰離子的選擇性檢測測 試螢光池中加入2ml Tris-HCl (pH = 5. 0)緩衝液，再向其中加入20ul Cl儲備液， 以及40倍過量的金屬離子或胺基酸或陰離子。搖勻靜置5分鐘後測試螢光光譜。激發波 長為295nm，收集400nm到570nm的螢光信號。測試結果見圖2-5。實施例3、化合物用於螢光標記細胞內的鋅離子將人類鼻咽表皮癌細胞株(KB細胞)在含有10%胎牛血清的RPMI1640培養基中 37°C培養24小時。應用Olympus FV1000雷射共聚焦螢光成像系統，60x油浸物鏡進行螢光成像。化 合物Cl與細胞共孵育10分鐘後，用PBS緩衝液洗滌三次，在雷射共聚焦螢光成像儀上用 405nm的雷射激發，收集450 550nm的螢光信號。結果見圖6。
權利要求
一種亞硒酸鹽離子型化合物，其特徵在於，分子式為C20H16N4O3Se，結構式如下FSA00000089806200011.tif
2.如權利要求1所述的亞硒酸鹽離子型化合物的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟1)、將鄰菲咯啉二酮、醋酸鈉按照物質的量比1 15-30溶解於冰醋酸中，加熱到 40-60°C時加入1-1. 5倍於鄰菲咯啉二酮的對甲基苯甲醛，回流攪拌2-4小時，用2-4倍於 冰醋酸的水稀釋，用濃氨水中和至中性，抽濾，真空乾燥後得到黃色固體2-(4_甲苯基)咪 唑[4,5-f] [1,10]菲咯啉；2)、將1體積的溶有2-(4_甲苯基)咪唑[4，5-f][l，10]菲咯啉的二氧六環懸浮液， 50-65°C緩慢加入到1/10-1體積的至少溶有0. ImM二氧化硒的二氧六環溶液中，2-(4-甲苯 基)咪唑[4，5-f] [1，10]菲咯啉與二氧化硒的物質的量比為1 3 3. 5，80°C攪拌至少半 小時，抽濾，真空乾燥得到產品。
3.如權利要求1所述的的亞硒酸鹽離子型化合物在生物體內鋅離子檢測中的應用。
4.如權利要求1所述的的亞硒酸鹽離子型化合物在細胞內鋅離子螢光標記中的應用。
全文摘要
本發明提供了一種亞硒酸鹽離子型化合物，其分子式為C20H16N4O3Se。其製備步驟包括用鄰菲咯啉二酮和對甲基苯甲醛製備2-(4-甲苯基)咪唑[4，5-f][1，10]菲咯啉；將2-(4-甲苯基)咪唑[4，5-f][1，10]菲咯啉溶於二氧六環中，在50-65℃緩慢加入到溶有二氧化硒的二氧六環溶液，80℃攪拌至少半小時，冷卻後過濾，真空乾燥得到產品。本發明化合物能夠特異性地識別鋅離子，可以應用於生物體內鋅離子的檢測以及細胞中鋅離子的螢光標記。
文檔編號G01N21/64GK101830901SQ20101016356
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者陳繪麗, 高巍 申請人:山西大學