[發(fā)明專利]一種新型的pH響應(yīng)熒光分子探針及其合成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410229382.5
• 申請(qǐng)日: 2014-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN103992790A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧瑋瑾;江玉亮;宋香云;王炳祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;C07D471/04;G01N21/64
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的pH響應(yīng)熒光分子探針、合成方法及其用途，更具體地涉及一種5,5’-(吡咯并[2,1-a]異喹啉-1,3-二基)二(1,3,4-??????????????????????????????????????????????????二唑-2-硫酚)的pH響應(yīng)熒光分子探針、合成方法及其用途，屬于有機(jī)分析和光化學(xué)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

pH值是影響物質(zhì)的理化性質(zhì)及反應(yīng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，其具有重要的生物學(xué)意義。目前最廣泛使用的pH測量方法就是pH比色指示劑和玻璃電極。自發(fā)現(xiàn)石蕊試液具有隨著pH值變化發(fā)生顏色變化的特性依賴，各種酸堿指示劑得到了廣泛的應(yīng)用，但是該方法也存在缺陷，即無法用于生命體內(nèi)進(jìn)行活體細(xì)胞造影，而且比色法的靈敏度較低，無法檢測到細(xì)胞中0.10-0.20個(gè)單位的pH變化。玻璃電極雖然靈敏，但是用于較小的細(xì)胞檢測時(shí)會(huì)有電流干擾以及機(jī)械損傷，因此玻璃電極同樣不適用于細(xì)胞內(nèi)pH檢測和細(xì)胞成像，且在極端pH值檢測時(shí)誤差較明顯。相比以上兩種檢測方法，基于質(zhì)子化或去質(zhì)子化的熒光探針的光學(xué)檢測方法則不具有上述問題，其不僅便于熒光顯微學(xué)研究，而且可實(shí)時(shí)監(jiān)測pH值的動(dòng)態(tài)分布和區(qū)域變化。因此，開發(fā)新型用于pH準(zhǔn)確測量的熒光探針成為當(dāng)代分子熒光識(shí)別領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。?

中氮茚是一類良好的熒光發(fā)射基團(tuán)，現(xiàn)有技術(shù)中也存在以中氮茚為信號(hào)基團(tuán)的熒光探針，例如：?

沈永淼等(“氨基苯基類中氮茚化合物的合成及作為質(zhì)子探針的研究”,高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào),2006,27(4),651-653)報(bào)道了一種氨基苯基類中氮茚化合物，并研究了其在不同pH值的緩沖溶液中的熒光強(qiáng)度變化，結(jié)果顯示其在pH＝2.1-4.2的范圍內(nèi)具有良好的熒光敏感性，能夠作為質(zhì)子控制的熒光分子開關(guān)，其結(jié)構(gòu)式如下：?

韓巧榮等(“N-中氮茚甲酰脲衍生物的合成及其作為pH值探針的研究”,功能材料,2012,12(43),1513-1515)報(bào)道了一種N-中氮茚甲酰脲衍生物，該化合物在pH＝10.02-12.48時(shí)具有較強(qiáng)的熒光，且熒光強(qiáng)度與pH值具有較好的線性關(guān)系，因此有望作為pH響應(yīng)的熒光分子探針，其結(jié)構(gòu)式如下：?

韓巧榮等(“不同pH下3-吡啶取代類中氮茚化合物的熒光行為”,功能材料,2010,11(41),1927-1928)報(bào)道了一種具有不同取代基的3-吡啶取代類中氮茚化合物，通過研究發(fā)現(xiàn)這些化合物能夠發(fā)射強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光且強(qiáng)度隨著溶液pH值的增大而不同程度地增強(qiáng)，同時(shí)其熒光發(fā)射波長還產(chǎn)生了一定程度的紅移，這為不同酸堿環(huán)境的中氮茚類藍(lán)色熒光材料的設(shè)計(jì)研究提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，其結(jié)構(gòu)式如下：?

現(xiàn)有技術(shù)中基于不同識(shí)別基團(tuán)的pH熒光探針，其識(shí)別機(jī)理主要是由于識(shí)別基團(tuán)上含有電負(fù)性大的原子或易解離的基團(tuán)，通過質(zhì)子?化或去質(zhì)子化作用導(dǎo)致發(fā)光信號(hào)的改變而實(shí)現(xiàn)檢測的。這些現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道的探針分子所采用的識(shí)別基團(tuán)卻僅僅涉及易解離的胺基、羧基等類似基團(tuán)。?

由于巰基(-SH)含有活潑氫，是細(xì)胞中化學(xué)活性最高的基團(tuán)；同時(shí)，含有1,3,4-???二唑-2-巰基官能團(tuán)的化合物多數(shù)用作合成藥物的中間體或用于合成有電致發(fā)光性能的有機(jī)金屬配合物，而沒有被開發(fā)為pH熒光探針。此外，巰基上活潑氫的去質(zhì)子化可導(dǎo)致含有該官能團(tuán)的化合物共軛結(jié)構(gòu)的變化，從而改變其光學(xué)性能而有望成為熒光探針的識(shí)別基團(tuán)。?

基于上述理解，本發(fā)明人在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，旨在通過特定的識(shí)別基團(tuán)、信號(hào)基團(tuán)和連接基團(tuán)的篩選及分子結(jié)構(gòu)和位置關(guān)系的設(shè)計(jì)而開發(fā)出一種對(duì)H+具有良好識(shí)別效果的新型pH響應(yīng)熒光分子探針。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述所指出的諸多缺陷，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行了深入研究，在付出了大量創(chuàng)造性勞動(dòng)后，從而開發(fā)出一種新型的pH響應(yīng)熒光分子探針及其合成方法，進(jìn)而完成了本發(fā)明。?

具體而言，本發(fā)明的技術(shù)方案和內(nèi)容涉及三個(gè)方面：?

第一方面，本發(fā)明的技術(shù)方案和內(nèi)容涉及一種化學(xué)名稱為5,5’-(吡咯并[2,1-a]異喹啉-1,3-二基)二(1,3,4-???二唑-2-硫酚)的pH響應(yīng)熒光分子探針，其結(jié)構(gòu)如下式(I)所示：?