[發(fā)明專(zhuān)利]一種喹啉類(lèi)過(guò)氧化氫熒光探針及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010617354.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111689996A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琦;馬振祥;吳銘敏;褚修余;趙其杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07F5/02
• 分類(lèi)號(hào): C07F5/02;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發(fā)明提供一種喹啉類(lèi)過(guò)氧化氫熒光探針及其制備方法，屬于有機(jī)染料合成領(lǐng)域。本發(fā)明制備得到的喹啉類(lèi)過(guò)氧化氫探針外觀呈黑色固體，熔點(diǎn)在180?300℃范圍內(nèi)。該熒光探針具有結(jié)構(gòu)新穎、靈敏度高、選擇性好、摩爾消光系數(shù)高、光穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)；此外，該過(guò)氧化氫探針熒光發(fā)射波長(zhǎng)為500?650nm且為熒光增強(qiáng)型探針，能有效避免生物背景熒光干擾，且對(duì)環(huán)境、生物組織均具有優(yōu)良的穿透性，為生物體及環(huán)境中微量過(guò)氧化氫的檢測(cè)、研究提供一種靈敏的工具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物熒光探針技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種用于微量過(guò)氧化氫檢測(cè)的近紅外熒光探針及其制備方法。

背景技術(shù)

氧化氫是生物體內(nèi)最重要的活性氧(ROS)之一，在人體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。過(guò)氧化氫還是細(xì)胞內(nèi)一種重要的信號(hào)分子，參與調(diào)控多種氧化還原依賴(lài)的細(xì)胞功能，在細(xì)胞能量代謝、應(yīng)激性效應(yīng)等方面發(fā)揮重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化氫具有雙面性。在炎癥初期、藥物化療等誘導(dǎo)過(guò)氧化氫升高的生理反應(yīng)被認(rèn)為是過(guò)氧化氫發(fā)揮抗瘤作用的重要機(jī)制；在非可控炎癥或腫瘤細(xì)胞中會(huì)釋放大量的過(guò)氧化氫會(huì)誘導(dǎo)脫氧核糖核酸(DNA)損傷和基因組不穩(wěn)定性，增加基因突變發(fā)生的頻率。過(guò)量的過(guò)氧化氫還會(huì)使正常細(xì)胞癌基因的激活或抑癌基因的失活導(dǎo)致細(xì)胞的異常增殖，侵犯遠(yuǎn)處組織，逃避宿主防御體系，從而啟動(dòng)腫瘤。為了進(jìn)一步了解腫瘤細(xì)胞過(guò)氧化氫的分布特點(diǎn)及其在細(xì)胞癌化過(guò)程中的調(diào)控機(jī)制和信號(hào)通路，我們有必要開(kāi)發(fā)新型過(guò)氧化氫熒光探針用于生物體內(nèi)過(guò)氧化氫研究。

目前，已有一些熒光指示劑用于過(guò)氧化氫的檢測(cè)，如Karton-Lifshi et al.(J.Am.Chem.Soc.,2011,133(28)，10960-10965.)報(bào)導(dǎo)了一種花菁硼酸類(lèi)過(guò)氧化氫熒光探針。該熒光探針的芳基硼酸可以與細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫作用產(chǎn)生甲基醌化合物及熒光物質(zhì)QCy7。Zhu et al.(Chemistry,2015,21,11427-11434)報(bào)導(dǎo)了一種含羅丹明的超分子自組裝熒光納米粒子，在過(guò)氧化氫的作用下該納米粒子以非共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)自組裝的行為被破壞，使分子內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移被打破，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞過(guò)氧化氫的檢測(cè)。但是目前用于過(guò)氧化氫檢測(cè)的熒光探針有很多局限性，通常包括：1)熒光探針的光穩(wěn)定性差，在連續(xù)光照下易漂白。2)對(duì)過(guò)氧化氫的選擇性不夠高，檢測(cè)結(jié)果容易受到其他ROS的干擾。3)一些熒光探針不能很好地避免生物背景熒光的干擾，導(dǎo)致檢測(cè)精度差。4)探針的熒光量子產(chǎn)率低，成像效果差。5)合成路線比較復(fù)雜，導(dǎo)致檢測(cè)試劑合成成本高，費(fèi)事費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種敏感度高的近紅外過(guò)氧化氫熒光探針，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的有機(jī)小分子過(guò)氧化氫熒光探針合成工藝復(fù)雜，量子產(chǎn)率低，穩(wěn)定性差等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種喹啉類(lèi)過(guò)氧化氫熒光探針，其分子結(jié)構(gòu)通式如下：

其中，X＝Br,I；為喹啉類(lèi)近紅外熒光染料，外觀呈黑色固體，熔點(diǎn)在180-300℃范圍內(nèi)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述近紅外喹啉熒光探針的制備方法，包括如下步驟：

(1)將4-甲基喹啉、鹵代乙烷溶解于乙腈中，60-100℃下回流4-12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑得到粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn)物加入到無(wú)水乙醚中，抽濾、洗滌得到1-乙基-4-甲基-鹵代喹啉；

(2)氮?dú)夥諊拢?-甲酰基苯硼酸、頻哪醇溶解于甲苯中，混合物在80-120℃下回流8-16小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，蒸發(fā)除去甲苯得到粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn)物加入到無(wú)水乙醚中，抽濾、洗滌得到4-甲酰基苯硼酸頻哪醇酯；

(3)4-甲酰基苯硼酸頻哪醇酯及1-乙基-4-甲基-鹵代喹啉溶解于乙酸酐中，混合物在100-140℃下回流2-6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，蒸發(fā)除去乙酸酐得到粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn)物加入到無(wú)水乙醚中，抽濾、洗滌得到喹啉過(guò)氧化氫熒光染料。

上述制備方法的合成路線如下：