[發(fā)明專利]羥基芘作為pH熒光探針的應(yīng)用

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• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113155798A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬立軍;張中巖;黃子杰;鄒穎怡;徐瑋邵
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/80;C09K11/06
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發(fā)明屬于分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及羥基芘作為pH熒光探針的應(yīng)用，本發(fā)明經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在8.0到10.21的pH范圍內(nèi)，羥基芘具有比率特性熒光響應(yīng)信號，可以識別弱堿環(huán)境的pH值，可作為pH熒光探針用于準(zhǔn)確測定堿性溶液中的pH；本發(fā)明不僅提供了羥基芘的新用途，而且開發(fā)了一種對堿性具有響應(yīng)作用且可以在堿性環(huán)境中進(jìn)行檢測的熒光探針，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)熒光探針大多只在酸性環(huán)境下具有檢測作用的不足。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及羥基芘作為pH熒光探針的應(yīng)用。

背景技術(shù)

pH值是十分重要的化學(xué)參數(shù)之一，在化學(xué)反應(yīng)、食品生產(chǎn)、廢水處理、臨床分析、生物技術(shù)過程、環(huán)境保護(hù)和生命科學(xué)等領(lǐng)域都發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。pH值的異常會導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的失敗、食品和環(huán)境污染等一系列問題。此外，細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的pH也是至關(guān)重要的生理參數(shù)。細(xì)胞內(nèi)的pH在細(xì)胞生長、代謝、離子運(yùn)輸，信號傳導(dǎo)、酶活性、肌肉收縮等生理過程中起著關(guān)鍵的作用，大量的生化活動均需要精準(zhǔn)調(diào)控細(xì)胞的pH值，pH的任何異常變化都會影響到細(xì)胞的功能，并可以反映一些病理生理學(xué)問題。例如，在癌癥、囊性纖維化、中風(fēng)、阿爾茨海默病、帕金森病和其他疾病的發(fā)病過程中，都會出現(xiàn)pH值的變化。因此，準(zhǔn)確測量生理pH值對于更好地了解生物系統(tǒng)的生理和病理過程是非常必要和重要的。

對于神經(jīng)系統(tǒng)，pH值通過間隙連接和信號通路的變化影響突觸傳遞、細(xì)胞間耦合以及神經(jīng)元興奮性等神經(jīng)系統(tǒng)的活動。一旦pH值變化不在正常范圍內(nèi)則會出現(xiàn)細(xì)胞功能、生長和分裂的不正常，還會引發(fā)組織損傷和器官病變，甚至?xí)M(jìn)一步引發(fā)如阿爾茨海默綜合癥和癌癥等疾病。

在正常的生理條件下，細(xì)胞中的pH可劃分為兩個范圍，即酸性細(xì)胞器(內(nèi)涵體、溶酶體)的pH范圍為4.5-6.0，細(xì)胞質(zhì)為6.8-7.4。而在細(xì)胞外液中pH＝7.4的區(qū)域，通常會有0.1～0.2個pH單位的變化幅度。在人體中，若要使細(xì)胞活性達(dá)到最強(qiáng)，并使器官的運(yùn)行達(dá)到最佳的狀態(tài)，最適合的pH值通常在7.35-7.45之間，呈弱堿性。若人體內(nèi)的pH值超出上述正常范圍，則會引發(fā)心、肺病變或神經(jīng)病變等，甚至還會威脅到生命安全。可見，在化學(xué)、醫(yī)學(xué)以及生物學(xué)研究中，對pH的精確測量具有非常重要的意義。

然而，傳統(tǒng)的熒光探針大多只在酸性環(huán)境下具有檢測作用，因此，研發(fā)出對堿性具有響應(yīng)作用且可以在堿性環(huán)境中進(jìn)行檢測的熒光探針是尤為重要的。

1-羥基芘(本發(fā)明簡稱羥基芘)是一種重要的化工中間體，具化學(xué)結(jié)構(gòu)式如(Ⅰ)所示：

當(dāng)前，羥基芘在新材料領(lǐng)域如COPNA樹脂材料，新型OLED發(fā)光材料，有機(jī)太陽能電池等方面有著重要的應(yīng)用。同時，羥基芘也是一種普遍存在的多環(huán)芳烴代謝產(chǎn)物，大量實驗表明：羥基芘的濃度與人體接觸多環(huán)芳烴劑量之間有著明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，因此，羥基芘也可作為多環(huán)芳烴暴露的生物標(biāo)志物來綜合評價人體對多環(huán)芳烴的內(nèi)暴露情況和風(fēng)險程度。但羥基芘作為pH熒光探針的用途目前尚未有報道。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了羥基芘作為pH熒光探針的應(yīng)用，本發(fā)明經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，羥基芘對氫氧根離子表現(xiàn)出熒光響應(yīng)信號，可用于測量堿性溶液的pH。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的首要目的是提供羥基芘作為pH熒光探針的應(yīng)用。

本發(fā)明的第二個目的是提供羥基芘作為pH熒光探針在檢測堿性溶液pH值中的應(yīng)用。

優(yōu)選地，所述堿性溶液pH值范圍為8.0-10.21。

本發(fā)明經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，羥基芘對氫氧根離子表現(xiàn)出熒光響應(yīng)信號：在pH值從8.0到10.21的范圍內(nèi)，當(dāng)激發(fā)波長為350nm時，隨著pH值的增大，羥基芘的熒光光譜表現(xiàn)出強(qiáng)烈的比率特性(即羥基芘具有比率型熒光特性)，可作為pH熒光探針用于準(zhǔn)確測定堿性溶液中的pH值。