[發明專利]一種吲哚類過氧化氫熒光探針及其制備方法

有效

• 申請號: 202010617384.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111662316B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王琦;吳銘敏;馬振祥;范志偉;褚修余;龔瑩
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明提供一種吲哚類過氧化氫熒光探針及其制備方法，屬于有機染料合成領域。本發明制備得到的吲哚類過氧化氫探針外觀呈黑色固體，熔點在180?300℃范圍內。該熒光探針具有結構新穎、靈敏度高、選擇性好、摩爾消光系數高、光穩定性好等優點；此外，該過氧化氫探針熒光發射波長為500?650nm，能有效避免生物背景熒光干擾，且對環境、生物組織均具有優良的穿透性，為生物體及環境中微量過氧化氫的檢測、研究提供一種靈敏的工具。

技術領域

本發明屬于生物熒光探針技術領域，具體設計一種用于微量過氧化氫濃度檢測的近紅外熒光探針及其制備方法。

背景技術

過氧化氫(hydrogen peroxide)是活性氧(reactive oxygen species,ROS)重要的代表之一，激素等信號以及生物、非生物脅迫刺激均可誘導細胞內H₂0₂的產生和積累。過氧化氫化學性質比較穩定，壽命較長，具有較高的跨膜通透性并能在細胞間迅速擴散的能力，外界刺激能迅速地刺激其合成和分解。這些特性使得過氧化氫可以與其他信號分子如激素相互作用，影響一些蛋白激酶、蛋白磷酸酶等一系列下游信號分子的產生和參與。為了進一步了解過氧化氫在生物體新陳代謝過程中的作用和可能發揮作用的機制，我們有必要開發新型過氧化氫熒光探針用于生物體內過氧化氫研究。

目前，已有一些有機小分子熒光指示劑用于過氧化氫的檢測，如Karton-Lifshiet al.(J.Am.Chem.Soc.,2011,133(28)，10960-10965.)報導了一種花菁硼酸類過氧化氫熒光探針。該熒光探針的芳基硼酸可以與細胞內過氧化氫作用產生甲基醌化合物及熒光物質QCy7。Zhu et al.(Chemistry,2015,21,11427-11434)報導了一種含羅丹明的超分子自組裝熒光納米粒子，在過氧化氫的作用下該納米粒子以非共價鍵實現自組裝的行為被破壞，使分子內的能量轉移被打破，從而實現對細胞過氧化氫的檢測。但是目前用于過氧化氫檢測的熒光探針有很多局限性，通常包括：1)熒光探針的光穩定性差，在連續光照下易漂白。2)對過氧化氫的選擇性不夠高，檢測結果容易受到其他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，導致檢測精度差。4)探針的熒光量子產率低，成像效果差。5)合成路線比較復雜，導致檢測試劑合成成本高，費事費力。

發明內容

本發明的目的是提供一種敏感度高的熒光增強型近紅外過氧化氫熒光探針，以解決現有技術中的有機小分子過氧化氫熒光探針合成工藝復雜，量子產率低，穩定性差等問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種吲哚類過氧化氫熒光探針，其分子結構通式如下：

其中，X＝Br,I；為吲哚類近紅外熒光染料，外觀呈棕紅色固體，熔點在180-300℃范圍內。

本發明的另一個目的是提供上述近紅外吲哚探針的制備方法，包括如下步驟：

(1)將2,3,3-三甲基吲哚、鹵代乙酸溶解于乙腈中，60-100℃下回流4-12小時，反應結束后，蒸發除去有機溶劑得到粗產物，將粗產物加入到無水乙醚中，抽濾、洗滌得到鹵代-1-羧甲基-2,3,3-三甲基吲哚；

(2)氮氣氛圍下，4-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，反應結束后，蒸發除去甲苯得到粗產物，將粗產物加入到無水乙醚中，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鹵代-1-羧甲基-2,3,3-三甲基吲哚溶解于乙酸酐中，混合物在100-140℃下回流2-6小時，反應結束后，蒸發除去乙酸酐得到粗產物，將粗產物加入到無水乙醚中，抽濾、洗滌得到吲哚過氧化氫熒光染料。上述制備方法的合成路線如下：