[發明專利]一種含羅丹明內酰胺基團的高分子熒光探針在檢測H+上的應用

有效

• 申請號: 201410174229.7
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN104017567B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 王紅霞;戚裕;朱威;周夢超;邵晶
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C08F220/56;C08F220/28;C08F220/60;G01N21/64
• 代理公司: 北京君華知識產權代理事務所(普通合伙)11515
• 代理人: 朱慶華

技術領域

本發明涉及一種含羅丹明內酰胺基團的高分子熒光探針在檢測H⁺上的應用。

背景技術

羅丹明類具有內酰胺螺環結構的熒光染料分子能夠具有非常強的響應能力，在與特定離子作用后，可以從無熒光無色的內酰胺螺環狀態轉變為熒光量子效率在85％以上并具有深色特征的開環狀態。這意味著這種羅丹明類分子具有良好的性能基礎。并且，羅丹明類材料本身已經廣泛應用于生物和環境領域，具有較好的應用基礎。然而，在生物領域，細胞內pH檢測試劑材料往往具有較嚴格的要求。盡管pH探針新材料的文獻報道很多，但目前絕大多數探針尚缺乏足夠的實用性。如在實際應用中需要細胞膜穿透功能、100％水溶性、良好的抗干擾性能等。

尤其是羅丹明內酰胺小分子，通常水溶性不足，需要使用有機溶劑和水的混合溶劑，因而實用價值不高。而將這些小分子改造成含有可聚合雙鍵的單體，和具有細胞膜穿透功能的水溶性單體共聚，則可以比較容易地解決水溶性和能否進入細胞問題。此外，大多數羅丹明內酰胺化合物會和一些金屬離子發生配位作用或催化分解等反應，因而對氫離子的熒光響應受到干擾。經研究發現，在羅丹明內酰胺分子中引入吸電子取代基，可以降低羅丹明分子對金屬離子的響應，是羅丹明分子僅對氫離子選擇性響應。其中，引入吸電子基團的位置和內酰胺中氮原子的距離是影響pH響應性的關鍵因素。相隔合適數量的碳原子，可以既使羅丹明分子具有良好的pH響應能力，又能夠避免對絕大多數金屬離子的干擾。

發明內容

本發明目的是提供一種含羅丹明內酰胺基團的高分子pH探針及合成方法，以克服現有技術的缺陷。為達到上述目的，本發明的基本思路是：將2-位帶有羧基的羅丹明與乙二胺反應形成內酰胺后，與含丙烯酰氯基團的物質反應，得到含有羅丹明基團的單體，最后和含丙烯酰胺基團的物質共聚，合成出具有對H⁺特異性熒光響應的且能進入活細胞的高分子pH熒光探針。

本發明具體技術方案是，一種含羅丹明內酰胺基團的高分子pH探針，其結構式如下所示：

式中，R1、R2、R3、R4、R5各自選自氫、不含有活潑氫的取代或未取代的烷基或芳基中的一種；x、y為自然數，其中1≤x≤10，100＜y：x＜200。

y：x的值影響到聚合物在水中的顆粒大小，低了聚合物在水中的顆粒會過大，過大又會使得分子太大，導致無法適用于探針。

上述高分子熒光探針的制備方法包括以下步驟：

(1)將2-位帶有羧基的羅丹明與乙二胺反應，即得到羅丹明內酰胺；加入有機溶劑A，攪拌使羅丹明內酰胺溶解完全，在冰浴下緩慢加入含丙烯酰氯基團的物質，溶液攪拌2小時以上，得到含有羅丹明基團的單體，其結構式如下：

所述有機溶劑A選自乙腈或二氯甲烷中的一種；

(2)將步驟(1)所得單體、含丙烯酰胺基團的物質和偶氮二異丁腈溶解在有機溶劑B中，在惰性氣體C保護下于60～70℃恒溫反應6～10小時，經沉析、干燥獲得基于羅丹明內酰胺基團的高分子pH熒光探針；

所述有機溶劑B選自環己酮或N，N-二甲基甲酰胺中的一種。

所述惰性氣體C選自氮氣、氦氣、氖氣、氬氣或氪氣中的一種。

反應過程如下式所示：

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

1.本發明合成的含羅丹明內酰胺基團的高分子pH探針具有非常好的水溶性，能穿透細胞膜迅速進入活細胞，并且具有靈敏的pH熒光相應功能。

2.本發明將具有吸電子效應的丙烯酰基引入后，羅丹明基團失去了對各種金屬離子的熒光響應，而只對H⁺具有熒光響應，因此具有較好的抗干擾能力。

附圖說明

圖1是實施例二中含羅丹明內酰胺基團的高分子pH探針在不同pH下水溶液的紫外-可見吸收光譜，濃度為0.16mg/mL；

圖2是實施例二中含羅丹明內酰胺基團的高分子pH探針在不同pH下水溶液的熒光發射光譜，濃度為0.16mg/mL。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

實施例一

(1)化合物1的合成：