一種鎂離子熒光探針及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鎂離子熒光探針及其制備方法與應(yīng)用，其是由2-羥基-1-萘醛、N-氨基琥珀酰亞胺按一定重量配比制備而成，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)鎂離子的高選擇性識(shí)別，是一種具有生色傳感功能的熒光探針，在生物及其離子檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種鎂罔子熒光探針及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎂離子熒光探針的制備技術(shù)，尤其是一種鎂離子熒光探針的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂離子是細(xì)胞中最重要的二價(jià)陽(yáng)離子，在不同細(xì)胞中鎂總濃度的變化范圍為5~30mM，而游離的Mg2+濃度在0.2~ImM之間，其余的鎂離子與膜、蛋白質(zhì)和核酸中的負(fù)離子基團(tuán)以鍵合或多價(jià)螯合的形式存在。在細(xì)胞中扮演著重要的角色，許多細(xì)胞過(guò)程如分芽繁殖、細(xì)胞死亡、穩(wěn)定DNA的構(gòu)型、穿透膜的離子傳輸、保持細(xì)胞的形狀和信號(hào)傳輸中都發(fā)揮重要的作用；鎂是人體必需的礦物元素，正常成人身體總鎂含量約25克，其中60-65%存于骨、齒，27%分布于軟組織。在臨床醫(yī)學(xué)中，低血鎂癥(Mg2+的缺乏)與高血壓、糖尿病、代謝綜合癥、神經(jīng)損傷、細(xì)胞衰老等疾病有關(guān)；高血鎂癥很少見(jiàn)但其易導(dǎo)致慢性腎功能衰竭。因此，如何方便、快速、高靈敏度和動(dòng)態(tài)測(cè)定細(xì)胞中鎂離子的濃度，已成為當(dāng)今化學(xué)、生物學(xué)、基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)等 學(xué)科重要的前沿?zé)狳c(diǎn)研究課題。
[0003]熒光探針因其具有靈敏度高、選擇性好、實(shí)時(shí)響應(yīng)、實(shí)現(xiàn)原位檢測(cè)和極寬的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍等優(yōu)點(diǎn)，尤其是通過(guò)借助熒光共聚焦顯微成像技術(shù)可實(shí)時(shí)檢測(cè)活細(xì)胞內(nèi)分子或離子濃度以及生物大分子結(jié)構(gòu)的變化過(guò)程，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生命科學(xué)及基礎(chǔ)臨床醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域。為此，科學(xué)家開(kāi)展了卓有成效的工作，報(bào)道了二酮類、冠醚類和類冠醚類和羧酸類等鎂離子熒光探針。但是僅僅少數(shù)Mg2+探針能應(yīng)用于生物體中，同時(shí)還存在許多不足之處，例如合成較為復(fù)雜，成本高，性質(zhì)不穩(wěn)定，識(shí)別效果差，生物親和性差，對(duì)細(xì)胞毒性較強(qiáng)等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供了一種鎂離子熒光探針的制備方法及應(yīng)用。該熒光探針在乙醇溶液中對(duì)鎂離子具有良好的選擇性和靈敏度，加入各種堿金屬、堿土金屬和過(guò)渡金屬離子，均可引起光譜的明顯變化，僅僅I倍量鎂離子的加入，溶液顏色從無(wú)色變?yōu)辄S色，在458nm處的熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)148倍，發(fā)出強(qiáng)烈藍(lán)色熒光。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)鎂離子的高選擇性識(shí)別，在4X 10_7-10_5范圍具有較好的線性關(guān)系，是一種具有生色傳感功能的熒光探針，在生物及其離子檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005]本發(fā)明設(shè)計(jì)合成Mg2+熒光探針，熒光發(fā)射增強(qiáng)顯著，合成簡(jiǎn)便高效、成本低，是一種具有生色傳感功能的熒光探針，在生物及其離子檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0006]本發(fā)明的制備方法包括下列步驟:
1、本發(fā)明所述的鎂離子熒光探針是:2-羥基-1-萘醛、N-氨基琥珀酰亞胺，其化學(xué)式為:C15H12N203，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
【權(quán)利要求】
1.一種鎂離子熒光探針，其特征在于:它是下述化學(xué)式的化合物:2-羥基-1-萘醛N-氨基琥珀酰亞胺，其化學(xué)式為=C15H12N2O3，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下。
2.一種鎂離子熒光探針的制備方法，其特征在于:它包括下列步驟: (1)取0.344g (20mmoL) 2-羥基-1-萘醛，放入50mL圓底燒瓶中，用25mL乙醇溶解； (2)將0.301g (20mmoL)N-氨基琥珀酰亞胺溶于5mL乙醇滴加到上述溶液中，加熱回流lh，反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，得黃色沉淀物，抽濾，沉淀物用乙醇洗滌2-3次，然后用乙醇結(jié)晶得黃色的針狀晶體，產(chǎn)率為73% ；
1HNMR (400MHz, DMSO-J6, ppm):^11.99 (s, 1H)，9.87 (s, 1H)，8.54 (d,/=8.8，1H)，8.05 (d,/=9.2，1H)，7.91 (d,/=8.0，I Η)，7.62 (t,/=7.6，1H)，7.44 (t,/=7.2，1H)，7.26 (d,/=8.8，1H), 2.79 (s, 4H) ；ES1-MSm/z269.08[M+H]+ ;元素分析實(shí)測(cè)值 C15H12N2O3:C, 67.12; Η, 4.38; N, 10.36.理論值:C, 67.16; Η, 4.51 ;N, 10.44。
3.一種鎂離子熒光探針與不同金屬離子的作用，其特征在于:當(dāng)I倍當(dāng)量的Mg2+離子加入時(shí)，熒光發(fā)射顯著增強(qiáng)，5倍當(dāng)量的堿金屬(Na+、K+、Li+)、堿土金屬(Ca2+、Sr2+)和過(guò)渡金屬(Mn2+、Co2+、Cu2+、Cd2+、Ag+、Pb2+、Hg2+)的加入均未引起明顯的光譜變化，因而對(duì)Mg2+離子表現(xiàn)出有專一性的識(shí)別效果。
4.一種鎂離子熒光探針與不同金屬離子的作用，其特征在于:1倍量鎂離子的加入，熒光探針在458nm處熒光增強(qiáng)148倍，這是由于熒光探針的結(jié)構(gòu)域中C=N雙鍵在激發(fā)態(tài)情況下會(huì)發(fā)生順?lè)串悩?gòu)化作用，這種異構(gòu)化作用將大大加強(qiáng)分子內(nèi)的非輻射衰減，從而導(dǎo)致熒光量子產(chǎn)率降低，而與鎂離子絡(luò)合后，使這種雙鍵的異構(gòu)化作用受阻，分子結(jié)構(gòu)剛性增強(qiáng)，而使熒光發(fā)射顯著增強(qiáng)，對(duì)鎂離子達(dá)到了優(yōu)良的識(shí)別效果。
5.一種熒光探針配成濃度為2X10_5mol/L的乙醇溶液，其特征在于:逐漸加入Mg2+，在408nm處的吸收峰逐漸增強(qiáng)，而在354nm處的吸收峰則逐漸降低，并可以清楚的看到一個(gè)等吸收點(diǎn)在374nm，溶液顏色也從無(wú)色變?yōu)辄S色，這些現(xiàn)象表明熒光探針與Mg2+形成了新的配合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熒光探針乙醇溶液，其特征在于:將熒光探針配成濃度為2X10_5mol/L的乙醇溶液，逐漸加入不同濃度的Mg2+，可以看出在458nm處發(fā)射峰強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，當(dāng)Mg2+濃度達(dá)到20 μ mol/L I倍當(dāng)量時(shí)，熒光強(qiáng)度趨于穩(wěn)定，溶液在365nm紫外燈下變?yōu)樯钏{(lán)色。
【文檔編號(hào)】C07D207/50GK103755620SQ201410012980
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】徐華杰, 盛良全, 劉昭第, 陳水生, 喬瑞 申請(qǐng)人:阜陽(yáng)師范學(xué)院