[發明專利]一種基于半花菁結構的汞離子近紅外熒光探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810965643.8
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109081836B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 許志紅;王陽;侯旭鋒;雷萌萌;周起航
• 申請（專利權）人: 許昌學院
• 主分類號: C07D409/14
• 分類號: C07D409/14;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;楊海霞

本發明提供一種基于半花菁結構的汞離子近紅外熒光探針，所述熒光探針的結構式如下：，該探針是基于汞離子誘導硫縮醛脫保護機理，以半花菁為母體，與汞離子作用后釋放出半花菁染料分子單體，熒光強度顯著增強并伴隨明顯的顏色變化，可用于汞離子的裸眼檢測,選取的干擾離子等對檢測效果無影響，實現了對汞離子的特異性識別響應，該探針在HEPES(pH=7.4)緩沖體系中對汞離子響應比較迅速，5 min內可以完成響應，且檢測限達到0.32μM，具有良好的選擇性和較高的靈敏度，而且探針成功應用于細胞和斑馬魚內的汞離子熒光成像，在生物與環境樣品中的汞離子的檢測有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于有機合成技術領域，具體涉及一種基于半花菁結構的汞離子近紅外熒光探針以及該探針的制備方法和應用。

背景技術

隨著社會的發展和越來越多的人關注環境保護，有害的金屬離子和陰離子檢測研究也因其在生物，化學和環境應用上的實用性而受到高度重視。汞離子（Hg²⁺）是地球上毒性最強的重金屬離子之一，它廣泛存在于我們周圍的水，空氣和土壤中。它以多種不同形式存在（例如金屬離子，離子以及作為有機和無機鹽和配合物的一部分）。溶劑化的無機汞離子是Hg²⁺最穩定的無機形式之一，然而，它是一種高度細胞毒性的腐蝕性和致癌性離子，它可以對人體的大腦，心臟，腎臟，胃，腸等許多器官造成損害。此外，水環境中的細菌可能會將Hg²⁺轉化為甲基汞，甲基汞可以積聚在食物中，然后進入食物鏈并被人體吸收。而且，甲基汞導致多種嚴重的疾病，包括感覺，內分泌和神經損傷，伴有急性和慢性毒性。因此，對有毒汞的擔憂促使我們亟待研究和開發出具有高度選擇性和靈敏性的方法來監測Hg²⁺，特別適用于使活性細胞特別是生物體中的Hg²⁺可視化檢測。

目前用于檢測Hg²⁺離子的方法，如原子吸收/發射光譜法和電感耦合等離子體質譜法，它們顯示出高靈敏度和高選擇性，通常用于無機物定量分析測定。但是，這些檢測方法不適用于監測活細胞生物學中的Hg²⁺。與上述不同的檢測方法相比，熒光法是一種非常有用的活細胞生物學測定方法，因為它具有普遍的無損特性，而且靈敏度高，特異性強。此外，熒光顯微成像技術可以繪制活細胞內Hg²⁺離子的時空分布。

近紅外區域（NIR）約650-900nm，在此區間內只有少數幾類分子表現出吸收，并且它們不會對熒光信號產生背景干擾，因此，它是一個低背景熒光干擾區域，更適合于細胞內熒光成像。此外，近紅外光可以更深入地穿透組織，這對于研究活體生物成像具有重要意義。因此，開發近紅外熒光探針來檢測活細胞，特別是生物體中的Hg²⁺就顯得尤為重要。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術缺陷，提供一種基于半花菁結構的汞離子近紅外熒光探針，該探針具有良好的選擇性和較高的靈敏度，可適用于待測樣品中汞離子含量的熒光檢測、目視定性，以及細胞和生物體內的熒光成像檢測。

本發明還提供了上述基于半花菁結構的汞離子近紅外熒光探針的制備方法以及應用。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于半花菁結構的反應型汞離子近紅外熒光探針，該汞離子近紅外熒光探針的分子式為C₂₉H₃₀NO₂S₂⁺，結構式如下所示：

。

上述基于半花菁結構的汞離子近紅外熒光探針的制備方法，其包括以下步驟：

1）環己酮與三氯氧磷反應得到化合物1；

2）化合物1與1,3,3-三甲基-2-亞甲基吲哚啉反應得到化合物2；

3）化合物2,4-二羥基苯甲醛與乙二硫醇反應得到化合物3；