[發明專利]一種新型吩嗪并咪唑基苯硼酸類熒光糖探針的制備和應用

無效

• 申請號: 201210170244.5
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102702242A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 王秋生;張泱;朱雷鳴
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明屬于生物檢測技術領域，具體涉及一種新型吩嗪并咪唑基苯硼酸類熒光糖探針的制備和應用。

背景技術

糖類物質是人類賴以生存的食物來源，又是生命體中重要的信息物質，在細胞之間的相互識別、相互作用、水和電解質的輸送、癌癥的發生和轉移、機體的免疫和免疫抑制以及受精和細胞凝集等生物過程中都起著關鍵作用。如果糖的傳遞被破壞，則直接導致某些疾病如腎性糖尿、纖維囊腫、糖尿病甚至于癌癥等各種疾病，嚴重影響著我們的正常生活。因此，研究高靈敏度、高選擇性的糖識別方法具有重要的意義。

迄今為止,大量糖的識別方法已有報道,其中包括酶法、圓二色法、吸收光譜法、電化學法和熒光分析法等。但是這些方法均不能滿足飛速發展的糖生物學所面臨的細胞-細胞、細胞-胞外基質的相互作用，蛋白質-蛋白質、藥物-蛋白質相互作用的研究要求。如傳統的血糖檢測技術是酶檢測法，但該方法不穩定，測試條件苛刻，需要經常針刺采集血樣，既不方便，又不能連續跟蹤血糖濃度，而且只能檢測幾種糖。

近年來的研究集中在發展連續跟蹤葡萄糖濃度的體系及方法上，即隨時反饋血糖濃度以便對患者進行及時治療。由磷脂雙分子層構成的脂質體可以應用于藥物載體、生物傳感器、基因治療和人工血液等方面，也可以作為細胞模型。人工合成雙親物可以自組織成雙分子層結構的囊泡。如果在雙親分子內引入某些功能基團如識別基團和熒光基團，則雙親分子可能自組織成具有某些特殊功能的熒光受體，若能進入人體內，即有可能原位連續檢測血糖濃度。

苯硼酸(PBA)基團與1,2-和1,3-二醇基團的多羥基化合物形成可逆的五元或六元環硼酸酯，如葡萄糖、果糖、麥芽糖等，這種緊密結合使硼酸可以用作構建糖類傳感器識別的功能基團。但是，苯硼酸化合物不能發出熒光，因此，識別過程的光學變化的測定依賴于內在的光譜性質變化是很困難的。這就需要在苯硼酸(PBA)基團上接入生色基，根據生色基內在光譜性質變化來檢測血糖濃度。

本發明在前人的研究基礎上，開展了基于苯硼酸識別基團的糖探針的研究，設計并制備了以吩嗪并咪唑作為熒光團的糖熒光探針。我們通過研究發現含吩嗪并咪唑結構的小分子熒光化合物，具有激發波長在可見光區（350-770nm）,發射范圍位于長波長處，斯托克斯（Stokes）位移較大，能通過熒光強度的變化高效地檢測糖的濃度，可作為新型功能熒光分子探針的特色熒光團。我們設計合成了以苯硼酸為“受體”單元，吩嗪并咪唑為“讀出”單元的新型糖熒光探針，開展了檢測此糖熒光探針對D-葡萄糖、D-果糖、D-麥芽糖三種糖的選擇性和敏感性。結果表明，2-(4′-硼酸苯基)-1H-吩嗪[2,3-d]并咪唑隨著D-葡萄糖濃度的變化其熒光強度的變化最明顯，其后依次是D-果糖、D-麥芽糖。這是由于硼酸和單糖的相互作用誘導了分子中氮的孤對電子的轉移，從而導致了生色基熒光強度的改變。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種新型吩嗪并咪唑基苯硼酸類熒光糖探針及其制備方法，該熒光糖探針具有高選擇性和敏感性，可用于測定生物體內真實的血糖濃度變化，有利于相關疾病的診斷，并提供一種快速、簡便的用于檢測D-葡萄糖的方法。

本發明的技術方案：

一種新型吩嗪并咪唑基苯硼酸類熒光糖探針，化合物名稱為2-(4′-硼酸苯基)-1H-吩嗪[2,3-d]并咪唑，化學分子式為C₁₉H₁₃BN₄O₂，該化合物以吩嗪并咪唑結構作為熒光發色團，以苯硼酸作為識別基團，熔點高于300℃,溶于甲醇后在波長為365nm的紫外燈照射下發出黃色熒光，該化合物的分子結構式為：

一種所述新型吩嗪并咪唑基苯硼酸類熒光糖探針的制備方法，步驟如下：

1）將濃鹽酸與蒸餾水混合得到濃鹽酸水溶液，加入鄰苯二胺，攪拌使之溶解得到鄰苯二胺溶液，將FeCl₃·6H₂O溶解于蒸餾水中得到三氯化鐵水溶液，在攪拌的條件下將三氯化鐵水溶液緩慢倒入上述鄰苯二胺溶液中，即有血紅色沉淀產生，加完后繼續攪拌30分鐘，室溫放置12-24小時，然后抽濾，用水洗去三氯化鐵，得到粗品，加入20倍量的蒸餾水，加熱至80-90℃進行重結晶，充分干燥，得到2,3-二氨基吩嗪的粗品混合物，將粗品混合物加入NaOH溶液中，不斷攪拌使之充分溶解，然后抽濾，并用蒸餾水進行洗滌至pH為7-8，取濾餅，干燥后得到黃褐色晶體狀2,3-二氨基吩嗪粗品；