[發明專利]一種比率計型雙光子鎘離子熒光探針及其合成方法

無效

• 申請號: 201310299359.9
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103436251A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 孟祥明;葉維鵬;汪恕欣;朱滿洲;馮燕
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D401/12;G01N21/64
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 吳啟運

一、技術領域

本發明涉及一種熒光探針及其合成方法，具體地說是一種比率計型雙光子鎘離子熒光探針及其合成方法，屬于陽離子檢測的技術領域。

二、背景技術

在工業生產中，鎘離子作為重金屬離子，污染環境越來越嚴重。人體可通過食物鏈攝入鎘，而鎘能夠沉積在人體內10-30年，當鎘離子的濃度達到一定程度時，使人體腎臟器官等發生病變，并影響人的正常活動。造成貧血、高血壓、神經痛、骨質松軟、腎炎和分泌失調等病癥。因此實時監測鎘離子在環境中的濃度有著重要的意義。

熒光探針是在一定體系內，當一種物質或體系中某一物質性質發生變化時，熒光信號能發生相應改變的分子。熒光光譜由于其檢測方便，靈敏等優點在痕量檢測中展現了優越的性能。其中，比率計型熒光探針可以有效避免儀器本身、環境以及探針濃度等外界因素的干擾，受到了越來越多的關注。能夠產生比率計型熒光探針的機理一般包括分子內電荷轉移（ICT）、形成激締復合物（excimer）和熒光共振能量轉移等幾類。

喹啉具有良好的光譜特性和水溶性，并且對細胞也是低毒性。因此喹啉是一個很好的熒光報告基團。喹啉作為熒光團已報道的文獻很多，但大部分局限于單光子熒光探針，雙光子熒光探針報道甚少。比率計型熒光探針對鎘離子檢測的雙光子熒光探針更為稀少。

目前鎘離子熒光探針大部分為單光子熒光探針，然而單光子熒光探針不僅易使生物本體產生自發熒光干擾，而且短的激發波長還會對細胞產生光致毒。近幾年來，雙光子熒光探針作為一個科學家感興趣的研究課題，開始逐步替換單光子熒光探針，雙光子熒光探針具有近紅外激發、暗場成像、避免熒光漂白和光致毒、定靶激發、高橫向分辨率、降低生物組織吸收系數及降低組織自發熒光干擾等優點。

三、發明內容

本發明旨在提供一種比率計型雙光子鎘離子熒光探針及其合成方法，以實現雙光子成像檢測細胞中鎘離子，具有選擇性專一、靈敏度高、檢測濃度低的優點，對細胞沒有毒性作用。

本發明比率計型雙光子鎘離子熒光探針，是以喹啉為母體的鋅離子絡合物，簡稱熒光探針或熒光探針分子（HQZn），其結構式為：

本發明比率計型雙光子鎘離子熒光探針的制備方法，按以下步驟操作：

（1）將對溴苯胺14.59g(84.8mmol)和6mol/L的鹽酸60mL加入反應器中，升溫至100℃，待固體完全溶解后向反應器中滴加巴豆醛11.9g(170mmol)，保溫反應并用TLC跟蹤至原料反應完畢，反應結束后冷卻至室溫，反應液倒入200mL水中，用乙酸乙酯萃取以除掉未反應的巴豆醛，水相用氨水中和至pH值為8，再用乙酸乙酯萃取，合并有機相，有機相用無水硫酸鈉干燥并旋蒸后得到粗產物，重結晶（溶劑為乙酸乙酯和石油醚按體積比1:10構成的混合溶劑）后得到中間體1；

（2）將中間體16.03g（27.15mmol）、4-甲氧基苯乙烯4.37g(32.58mmol)、三苯基磷二氯化鈀77mg(0.97mmol)以及碳酸鉀11g(79.7mmol)加入圓底燒瓶中，加入DMF溶解，加熱至160℃反應24小時，反應結束后冷卻至室溫，過濾后收集濾液，將濾液倒入100mL水中，用二氯甲烷萃取，有機相用無水硫酸鈉干燥并旋蒸后得到粗產物，重結晶（溶劑為乙酸乙酯和石油醚按體積比1:3構成的混合溶劑）后得到中間體2；

（3）將中間體22.00g(7.27mmol)加入圓底燒瓶中，加入1,4-二氧六環溶解，隨后加熱至60℃，每隔十分鐘加一次二氧化硒0.148g(1.33mmol)，二氧化硒的加入總量是0.889g，升溫至80℃反應2.5小時，反應結束后冷卻至室溫，過濾并用1,4-二氧六環洗滌，收集有機相，旋蒸后得到粗產物，粗產物用柱層析分離提純（二氯甲烷作為洗脫劑）得到中間體3；

（4）將中間體30.5g(1.73mmol)和2-肼基吡啶0.22g(2.07mmol)加入圓底燒瓶中，隨后加入溶劑乙醇，加熱至60℃反應0.5小時，反應結束后冷卻至室溫，過濾后得到粗產物，粗產物在乙醇中重結晶得中間體HQ；

（5）將中間體HQ120mg（0.3mmol）和ZnCl₂0.04g（0.3mmol）溶解在DMF中，攪拌混合均勻得到混合液，取1mL混合液加入2mL乙醚中靜置至橘紅色針狀晶體析出，即得目標產物熒光探針分子HQZn。

本發明熒光探針分子HQZn的合成過程如下：