[發明專利]一種基于聚集誘導效應的鈣離子熒光探針及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201711037336.5
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108048075B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 李劍利;張繼東;厙夢堯;劉萍
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C07D213/79
• 分類號: C07D213/79;C09K11/06;C07D213/803;G01N21/64
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

本發明提出了一種可溶性的對Ca²⁺表現出高選擇性熒光檢測且不受其它金屬離子干擾的結構式（I）所示的四苯乙烯基熒光探針。該探針可適用pH范圍較寬，水溶性好，靈敏度較高，可應用于環境和生物樣品中Ca²⁺的選擇性檢測，對Ca²⁺相關疾病的診斷具有一定的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種四苯乙烯基熒光探針及其合成方法和在體外和細胞中Ca²⁺ 檢測方面的應用。

背景技術

功能分子熒光探針技術在表達分子間識別作用及復雜生命和環境體系方面具有非常優異的性能。近年來，隨著熒光化學標記和分子探針技術的迅速發展，熒光功能分子探針以其優異的光學性能和生物相溶性已被廣泛應用在生物及環境體系中分析物的檢測、藥物篩選及病理診斷等領域。

近年來，隨著聚集誘導發光（Aggregation Induced Emission，AIE）現象的發現，越來越多的具有AIE效應的有機小分子被設計和開發。AIE效應解決了長期困擾人們的聚集熒光淬滅（ACQ）現象。四苯乙烯（TPE）是典型的具有AIE效應的熒光分子。該結構具有合成方便和容易修飾的特點而被人們所青睞。在目前報道的多種基于四苯乙烯的熒光探針中，基于AIE效應的Ag⁺, Cu²⁺, Hg²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Al³⁺ 熒光探針已被廣泛報到，但基于AIE效應的Ca²⁺ 熒光探針很少有報道。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種具有AIE效應的四苯乙烯基Ca²⁺ 熒光探針。

本發明的目的之二是提供一種四苯乙烯基Ca²⁺ 熒光探針制備方法。

本發明還有一個目的是提供上述熒光探針對環境和生物體中的Ca²⁺檢測方面的應用。

本發明的實現過程如下：

結構式（I）所示的化合物，

結構式（I）所示化合物的合成方法，包括以下步驟：

（1）將4-羥基二苯甲酮和碳酸鉀加入丙酮中，再加入1-溴-2-氯乙烷混合加熱回流反應，過濾、重結晶得到化合物 2；

（2）將化合物 2 和鋅粉加入到冰浴的四氫呋喃中，氬氣保護下加入TiCl₄加熱回流反應，然后過濾，濾液濃縮、分離得到化合物3；

（3）將化合物1、化合物3和K₂CO₃加入到DMF中，氬氣保護下回流反應，經過濾、除去溶劑分離得到化合物4；

（4）將化合物 4和K₂CO₃ 溶解于體積比1:1的乙醇與水的混合溶液中回流反應后，冷卻到室溫，加入鹽酸溶液得黃色沉淀，將沉淀加入到KOH溶液中，蒸發除去溶劑得到目標化合物。

化合物1可通過以下常規方法合成得到：

結構式（I）所示化合物在鈣離子檢測中的應用，具體可應用在環境和生物體中的Ca²⁺檢測，其識別原理為：在DMSO/HEPES buffer (10 mM, 1:99 v/v) 溶液中，探針表現出弱的熒光，但向其中加入Ca²⁺ 后，Ca²⁺ 可以被吡啶-二羧酸特異性識別形成聚合物在505nm處產生強烈的熒光發射。通過測定熒光強度的變化，達到檢測Ca²⁺ 的存在和測定Ca²⁺ 濃度的目的。