[發明專利]一種新型pH響應熒光分子探針及其應用

有效

• 申請號: 201310310976.4
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103396788A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 孟慶華;向德成;劉恒;謝少艾;鄭少瑜
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D235/20;G01N21/64
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及熒光分子探針技術領域，尤其涉及一種新型利用分子內氫鍵調控的pH響應熒光分子探針及其應用。

背景技術

生命環境的pH值是一項重要的生理參數,?它在細胞、酶和很多人體組織活動中起到重要指示作用,?如細胞增殖、細胞凋亡、抗藥性、離子傳輸、肌肉收縮等等.?因此監測生命環境的pH值的變化對于生命細胞行為研究和神經系統研究具有重要意義。?一般情況下,?生命細胞環境存在兩種pH范圍,?一種是pH?6.8~7.4,?如細胞質；另一種是pH?4.5~6.0,即酸性的細胞器,?如溶酶體.?正常范圍的細胞pH環境有利于細胞生長,?而生命pH環境異常往往與癌癥、阿爾茨海默病等病癥相關聯.?因此,?對生命環境的pH值的測量在生命科學領域具有十分重要的意義。

目前生命環境的pH值其測試方法主要有微電極法，需要電驅動，在生命體系內使用不便。

發明內容

熒光光譜法是一種基于光學信號建立的檢測方法，具有高靈敏性、高選擇性、快速可目視性以及可逆向進行等優點。本發明就是為了解決上述現有技術存在的問題而提供一種新型pH響應熒光分子探針，該探針由共軛多烯連接兩側苯并咪唑環組成。在特定pH條件下生成分子內氫鍵，使分子形成共平面構型，產生熒光增強效應。

本發明的另一目的是提供該新型熒光分子探針在pH響應熒光檢測領域的應用。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種新型pH響應熒光分子探針，具有如下結構的通式：

其中，n=1-5；R₁為具有1至8個碳原子的烷基鏈；R₂為連接在苯并咪唑環4、5、6、7、4′、5′、6′、7′位的氫、氟、氯、溴、碘、甲氧基、乙氧基或硝基。

該熒光分子探針的制備按下式進行，參照文獻中與之具相似母體結構（菁染料）的合成方法（感光科學與光化學,?1999,?17(1):?66-72）。

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該化合物在酸性、中性和堿性條件下分別對應著一種互變結構狀態,?具有雙pKa值,?即：

該熒光分子探針在pH近中性條件下生成分子內氫鍵，使分子形成共平面構型（B構型），產生熒光增強效應。如上所示,?在pH近中性條件下,?分子（B結構）中一個咪唑環上自身存在帶正電荷的氮原子,?該側磺酸基團以負離子形式存在,?從而構成內鹽,?而探針分子的另一側的磺酸基則與磺酸根負離子構成分子內氫鍵,?從整體幾何構型上大大增強了探針分子的共面性,?也即增強了探針分子左右兩側部分的共軛程度,?從而增強該探針分子的熒光發射能力；而在酸性（A構型）和堿性（C構型）條件下,?由于電荷的排斥效應,?兩個丙磺酸基被排斥于分子兩側,?難以形成分子內氫鍵,?探針分子整體的幾何構型平面性不好,?共軛程度很差,該探針分子的熒光發射能力則被大大削弱。

較佳地，所述pH近中性條件，pH范圍為6-10。

較佳地，所述熒光增強效應，其熒光增強倍數為10-300。B構型對A、C構型的熒光增強倍數為10-300。

本發明還包括該新型熒光分子探針在pH響應熒光檢測領域的應用。采用熒光法，熒光分子探針在溶液中對pH值有熒光強度響應。

較佳地，所述溶液的溶劑選自水、甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種或幾種。

較佳地，所述熒光分子探針的檢測使用濃度為1?μM-300?mM。

較佳地，所述pH響應熒光的識別通過觀察其熒光顏色變化來實現。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明的新型pH響應熒光分子探針檢測波長很寬，從紫外線到可見光（<?520?nm）均可激發。通過結合激光共聚焦掃描顯微技術，還可獲取該新型熒光分子探針在生命體系不同區域的熒光成像。

本發明的新型pH響應熒光分子探針，與現有的pH響應熒光分子探針相比,?制備方法簡單，與激發光的位移值（Stocks位移）大。

附圖說明

圖1為本發明實施例1采集到的典型pH-熒光響應譜圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例詳細描述本發明。

實施例1

一種新型利用分子內氫鍵調控的pH響應熒光分子探針，具有以下分子結構式：

制備方法如下：