[發明專利]一種丙二腈佛爾酮類鋅離子熒光探針及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201911285404.9
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111018773A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 張義斌
• 申請（專利權）人: 長江師范學院
• 主分類號: C07D213/38
• 分類號: C07D213/38;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李媛

本發明公開了一種丙二腈佛爾酮類鋅離子熒光探針及其制備方法和應用，屬于分析檢測技術領域，其化學結構式如下：本發明通過鋅離子與二吡啶分子選擇性螯合作用，在20秒內可快速實現對極微量鋅離子的選擇性識別。本發明制備的熒光探針具有良好的光學特性，可高選擇性識別鋅離子，且該熒光探針具有大的Stokes位移，較長的熒光發射波長，靈敏度高，選擇性好等特點，其合成路線簡單，產率高，產品易于分離，純度高。此探針原料簡單易得，成本低，易工業化生產，在環境監測和生物體系統中具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于分析檢測領域，具體涉及一種丙二腈佛爾酮類鋅離子熒光探針及其制備方法和應用。

背景技術

在人體必須的微量元素中，鋅是非常重要的一種，含量僅次于鐵，是人體不可或缺的微量元素。鋅有許多優點，比如能夠促進人體的生長發育、維持人體正常食欲、增強人體免疫力等，鋅元素在體內的不平衡會導致生理功能出現紊亂，引發各類疾病甚至癌癥。除此之外，鋅離子在工業上也有其他廣泛應用，隨著含鋅礦石開采、焦炭、玻璃、鋁加工、電鍍、電子、化肥等行業排放的廢水中常含有高濃度的鋅，對環境造成的不可逆轉的污染和傷害也日益明顯。所以實現對環境中和生物體內的鋅離子的準確快速的檢測變得越來越重要檢測。

目前，鋅離子的測量方法主要有鋅離子選擇電極法、鋅試劑比色法、離子色譜法等方法，但這些檢測方法存在分析時間長，操作方法相對復雜，誤差大等問題。而與這些方法相比，熒光探針則擁有選擇特異性好、靈敏度高、即時檢測和響應迅速等眾多優勢。這些優點使得其在化學、生物醫學等學科領域都有著較為廣泛的應用，尤其是在生物醫學領域，熒光探針不僅可以用于體外分析還可以用于活體的影像學研究。

近年來，能特異性檢測鋅離子的小分子熒光探針被大量報道。但上述方法制備探針大多數處于可見光區，熒光發射波短，引起熒光自淬滅和信噪比低，導致熒光檢測誤差大和靈敏度低等缺點。因此設計一類具有背景干擾小，并可減少對生物體的損傷等優勢的近紅外熒光探針的鋅離子探針有重要意義。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供了一種丙二腈佛爾酮類鋅離子熒光探針及其制備方法和應用，解決現有熒光探針的熒光發射波長短，導致靈敏度低和誤差大等問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種丙二腈佛爾酮類鋅離子熒光探針，其化學結構式如下：

本發明還提供了上述丙二腈佛爾酮類鋅離子熒光探針的制備方法，所述2-(3,3,5-三甲基環己叉基)丙二腈與3-((雙(吡啶-2-基甲基)氨基)甲基)-4-羥基苯甲醛在哌啶存在下于有機溶劑中反應，分離、純化得到所述熒光探針，其合成工藝路線如式(1)所示：

作為優選的，所述2-(3,3,5-三甲基環己叉基)丙二腈、3-((雙(吡啶-2-基甲基)氨基)甲基)-4-羥基苯甲醛和哌啶的摩爾比為1：1～2：0.05～0.1，該物料比范圍下，產率高，易提純。

作為優選的，所述有機溶液為乙醇、四氫呋喃或乙腈，該溶劑下，收率最高。

作為優選的，所述反應溫度為40～60℃，反應時間為6～10h。

作為優選的，所述分離純化步驟是向反應后的混合液中加入水，干燥、旋蒸后，以二氯甲烷/甲醇(v/v)＝20:1為洗脫劑進行柱層析。

本發明還提供了上述丙二腈佛爾酮類鋅離子熒光探針在檢測溶液、細胞或生物體中鋅離子的應用。

檢測原理：熒光探針與鋅離子作用前，探針化合物沒有熒光發射；當有鋅離子存在時，鋅離子與三異丙基氯硅烷基團進行化學結合反應，使得鋅離子與3-((雙(吡啶-2-基甲基)氨基)甲基)-4-羥基苯甲醛發生螯合作用，阻止其PET效應使其在近紅外領域產生強發射峰，因此，可以根據探針分子熒光強度的變化識別和定量檢測鋅離子。