[發明專利]一種基于激發態分子內質子轉移調控的熒光探針及其合成方法和應用

有效

• 申請號: 201310282074.4
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103333679A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 湯立軍;鐘克利;侯淑華;彭亞晶;蔡明君
• 申請（專利權）人: 渤海大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D401/12;G01N21/64
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所 21225
• 代理人: 李輝

技術領域

本發明涉及一種基于激發態分子內質子轉移調控的熒光探針及其合成方法和應用。

背景技術

鋅離子在人體中的含量僅次于鐵離子，是人體必需的營養物質，它在生物體的許多生理過程和病理過程中起著非常重要的作用。它既是人體內數十種酶的主要成分，也是人腦發育必不可少的微量元素；同時，鋅還能夠影響淋巴細胞增殖和活動。缺少鋅會引起味覺和嗅覺失常、肝脾腫大、腸病性肢端皮炎等，而過量的鋅又會引起前列腺癌、糖尿病以及腦部疾病等。由于鋅在人體生長發育中扮演著非常重要的角色，因此，鋅離子的識別、檢測對生物科學和醫學都有著重要意義。

負二價硫離子在造紙、化妝品、染料生產等領域具有重要用途，因而負二價硫離子常被帶入了江河湖泊甚至飲用水中。負二價硫離子不但會污染環境，而且會刺激粘膜影響呼吸系統，嚴重時會引起昏厥。因此，鑒別和定量檢測負二價硫離子具有重要的意義。

目前，用于識別鋅離子的熒光探針，在熒光光譜上一般表現為在原有熒光發射位置的熒光增強或猝滅。而且，大部分的鋅離子熒光探針都不能在純水體系中使用，這就大大限制了該類探針在生物醫藥等領域的應用。同時，很多熒光探針容易受到探針濃度、激發光波長和檢測環境的影響，對測定結果的造成干擾，檢測數據不準確。此外，由于鋅和鎘在元素周期表中位于同一主族，二者具有相似的化學性質，使得在鋅離子在識別過程中容易受到鎘離子的干擾。

在識別負二價硫離子的熒光探針設計合成中，應用較多的室通過熒光探針與金屬離子（如Cu²⁺或Hg²⁺）形成的絡合物，基于金屬離子置換的方法識別S^2-。但是這些方法一般都是在原來發射位置表現為熒光增強或猝滅，并且使用了對環境有害的銅離子或汞離子。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種具有激發態分子內質子轉移性質，水溶性好，靈敏度高，抗干擾能力強且對環境友好的可接力識別Zn²⁺和S^2-的比率型熒光探針及其合成方法和應用。

本發明的技術解決方案是：

一種基于激發態分子內質子轉移調控的熒光探針，該熒光探針是2-(2'-氨基苯基)苯并咪唑的衍生物，結構式如下：

一種基于激發態分子內質子轉移調控的熒光探針的合成方法，其反應式是：

其具體合成步驟如下：

以DMF為溶劑，原料N-(2-(1H-苯并咪唑基)苯基)-2-氯乙酰胺和氨甲基吡啶的摩爾比為1:1.5～1:3，室溫攪拌反應5h～10h；加入蒸餾水稀釋，用稀鹽酸調節pH?6.5～7.5，過濾，收集產生的沉淀，用乙腈重結晶，得到熒光探針N-(2-(1H-苯并咪唑基)苯基)-2-(2-氨甲基吡啶基)乙酰胺。

所述N-(2-(1H-苯并咪唑基)苯基)-2-氯乙酰胺與氨甲基吡啶的摩爾比為1:1.5。

一種基于激發態分子內質子轉移調控的熒光探針在水環境體系、生物細胞體系中Zn²⁺和S^2-的監測分析及示蹤中的應用。

一種基于激發態分子內質子轉移調控的熒光探針在水環境體系中Zn²⁺和S^2-的監測分析及示蹤中的應用。

本發明的有益效果：

（1）原料簡單易得，熒光探針的合成反應只需一步，產物分離提純過程簡單；

（2）該熒光探針具有優良的水溶性，能在水溶液中接力識別Zn²⁺和S^2-，通過對探針分子的激發態分子內質子轉移的調控，即Zn²⁺與探針絡合后，抑制了激發態分子內質子轉移過程，當加入S^2-后，S^2-將Zn²⁺從絡合物中奪取出來，使探針的激發態分子內質子轉移過程得到恢復，從而實現了熒光探針分子的多功能化；并且使用Zn²⁺絡合物檢測S^2-，對環境友好；

（3）該熒光探針屬于比率型熒光探針，具有自校正作用，能避免一些外部因素的影響，更準確地檢測目標離子，對Zn²⁺和S^2-的測定具有良好的靈敏度和較強的抗干擾能力。

附圖說明

圖1是本發明熒光探針的¹H?NMR譜圖?；