一種氧雜蒽熒光染料分子熒光探針及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種氧雜蒽熒光染料分子熒光探針，在不同的酸堿條件下，熒光染料在單個(gè)螺環(huán)開(kāi)環(huán)和雙螺環(huán)開(kāi)環(huán)的異構(gòu)體之間轉(zhuǎn)化，這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化使染料的共軛體系發(fā)生改變，對(duì)應(yīng)溶液顏色、吸收和發(fā)射峰的波長(zhǎng)及熒光強(qiáng)度發(fā)射變化，利用氧雜蒽熒光染料制備氧雜蒽染料酯化衍生物，可作為熒光分子探針材料實(shí)現(xiàn)NADH的熒光檢測(cè)檢測(cè)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該分子熒光探針具有雙螺環(huán)的六元環(huán)稠合體系，染料光學(xué)信號(hào)的釋放受到雙螺環(huán)結(jié)構(gòu)的控制，螺環(huán)結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)調(diào)控整個(gè)分子結(jié)構(gòu)中熒光團(tuán)氧雜蒽環(huán)共軛體系，拓展其吸收和發(fā)射波長(zhǎng)，使光學(xué)信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生相應(yīng)變化；該探針材料對(duì)NADH響應(yīng)快、選擇性高、具有好的生物膜透性，其制備方法簡(jiǎn)單易行、成本低，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果明顯。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氧雜蒽熒光染料分子熒光探針及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及染料分子熒光探針【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種氧雜蒽熒光染料分子熒光探 針及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 熒光分析技術(shù)作為現(xiàn)代分析化學(xué)中的一種重要方法，它是利用熒光分子探針作為 光學(xué)信號(hào)試劑，通過(guò)探針材料與目標(biāo)物的結(jié)合使熒光強(qiáng)度或波長(zhǎng)等熒光光學(xué)信號(hào)發(fā)生改變 的分析檢測(cè)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、光學(xué)成像技術(shù)及新型探針標(biāo)記技術(shù)等方面的快速發(fā)展， 極大推動(dòng)了熒光分析技術(shù)在分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、醫(yī)藥和新藥開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域的發(fā)展，而該 技術(shù)的關(guān)鍵就是設(shè)計(jì)并合成滿足各種檢測(cè)目的的熒光分子探針材料。通過(guò)對(duì)熒光分子探針 的特殊設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高選擇性和原位實(shí)時(shí)檢測(cè)等性能，可將微環(huán)境生化作用等變 化信息轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，方便微環(huán)境性能的分析檢測(cè)。探針的特性將直接影響到檢測(cè)結(jié)果的 準(zhǔn)確性、靈敏性。因而，開(kāi)發(fā)適用于熒光標(biāo)識(shí)的探針材料以滿足不同檢測(cè)領(lǐng)域的需求將對(duì)化 學(xué)和生物分析檢測(cè)具有重要的意義。
[0003] 基于熒光探針的熒光成像技術(shù)由于簡(jiǎn)單、直觀、選擇性好、靈敏度高及信息量豐富 等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于化學(xué)和生物檢測(cè)。在細(xì)胞和活體組織內(nèi)的小分子物種檢測(cè)中，為了獲 取真實(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)信息，發(fā)射波長(zhǎng)在近紅外區(qū)域650 - 900 nm的熒光探針受到了研究者 的重視，近紅外光檢測(cè)比可見(jiàn)光檢測(cè)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如信噪比高、光信號(hào)穿透性強(qiáng)、檢測(cè) 靈敏度高及成像分辨率好等。
[0004] 目前，許多種類(lèi)的熒光染料被應(yīng)用于熒光分析檢測(cè)領(lǐng)域中，如：熒光素類(lèi)、羅丹明 類(lèi)、香豆素類(lèi)、菁染料、氟硼熒類(lèi)和鄰苯二甲醛類(lèi)化合物等。但是羅丹明類(lèi)熒光染料的吸收 和發(fā)射光譜的峰形較狹窄，同時(shí)Stokes位移也較小，使其在活體熒光成像中的應(yīng)用受到限 制。同時(shí)，熒光受樣品背景干擾相對(duì)較大、熒光量子產(chǎn)率對(duì)酸堿度敏感、在生物體內(nèi)的生理 環(huán)境下熒光量子產(chǎn)率降低、對(duì)光敏感，在強(qiáng)光檢測(cè)下容易發(fā)生光漂白作用、親脂性差，不易 滲入細(xì)胞，因而用于細(xì)胞的研究效果差、特異選擇性差。雖然具有近紅外吸收和發(fā)射的菁染 料被廣泛的應(yīng)用于細(xì)胞成像，但菁染料仍然存在量子產(chǎn)率低、易光漂白的不足。
[0005] 因此，開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)新穎的雙螺環(huán)結(jié)構(gòu)的氧雜蒽染料并拓展其發(fā)射波長(zhǎng)達(dá)到650 nm以 上，并利用在不同條件下，熒光染料在單個(gè)螺環(huán)開(kāi)環(huán)和雙螺環(huán)開(kāi)環(huán)的異構(gòu)體之間轉(zhuǎn)化，這種 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化使染料的共軛體系發(fā)生改變，對(duì)應(yīng)溶液顏色、吸收和發(fā)射峰的波長(zhǎng)及熒光強(qiáng)度發(fā) 生變化，這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的豐富光學(xué)信號(hào)變化信息對(duì)滿足生物體內(nèi)小分子檢測(cè)和活體 熒光成像標(biāo)記具有非常重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種氧雜蒽熒光染料分子熒光探 針及其制備方法和應(yīng)用，該分子熒光探針具有雙螺環(huán)的六元環(huán)稠合體系，可在無(wú)熒光光學(xué) 信號(hào)的螺環(huán)內(nèi)酯異構(gòu)體和具有熒光光學(xué)信號(hào)的開(kāi)環(huán)共軛異構(gòu)體之間轉(zhuǎn)化；該分子熒光探針 具有兩個(gè)酯化基團(tuán)，具有良好的生物膜透性，對(duì)檢測(cè)NADH響應(yīng)快、選擇性高；其制備方法簡(jiǎn) 單易行、成本低，易于推廣應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種氧雜蒽熒光染料分子熒光探針，化學(xué)式為11，13_(3'，3'' -二氧代螺異苯并呋 喃）-3, 8-二（二乙氨基）苯并吡喃-咕噸1及其類(lèi)似物13, 15-(3'，3'' -二氧代螺異苯 并呋喃）-3, 9-二（二乙氨基）苯并吡喃-(21，22)-苯撐-咕噸2和13, 15-(3'，3'' -二 氧代螺異苯并呋喃）-3, 9-二（二乙氨基）苯并吡喃-(21，22)-苯撐-咕噸3,其化學(xué)結(jié)構(gòu) 式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種氧雜蒽熒光染料，其特征在于：化學(xué)式為11，13_(3'，3'' -二氧代螺異苯并呋 喃）-3, 8-二（二乙氨基）苯并吡喃-咕噸1及其類(lèi)似物13, 15-(3'，3'' -二氧代螺異苯 并呋喃）-3, 9-二（二乙氨基）苯并吡喃-(21，22)-苯撐-咕噸2和13, 15-(3'，3'' -二 氧代螺異苯并呋喃）-3, 9-二（二乙氨基）苯并吡喃-(21，22)-苯撐-咕噸3,其化學(xué)結(jié)構(gòu) 式為：
2. -種如權(quán)利要求1所述氧雜蒽熒光染料的制備方法，其特征在于步驟如下： 1) 將濃度為98wt%的硫酸逐滴加入冰水浴冷卻的2- (4-二乙氨基-2-羥基苯甲?；?苯甲酸和1，4-二羥基苯的混合液、2-(4_二乙氨基-2-羥基苯甲?；┍郊姿岷?，5-二羥 基萘的混合液或2-(4-二乙氨基-2-羥基苯甲?；┍郊姿岷?,6-二羥基萘的混合液中， 避光油浴加熱，在溫度為80-90 °C下反應(yīng)4-6小時(shí)，然后冷卻至室溫，得到反應(yīng)液； 2) 將上述反應(yīng)液倒入去離子水中，攪拌并用飽和碳酸氫鈉水溶液調(diào)節(jié)至中性，用乙酸 乙酯萃取、干燥后減壓蒸餾，除去溶劑后得到粗產(chǎn)品； 3) 用硅膠柱層析分離提純，得到目標(biāo)產(chǎn)物11，13-(3'，3'' -二氧代螺異苯并呋 喃）-3, 8-二（二乙氨基）苯并吡喃-咕噸1，按相同分離方法，獲得類(lèi)似物2和3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述氧雜蒽熒光染料的制備方法，其特征在于：所述2-(4-二乙氨 基-2-羥基苯甲?；┍郊姿崤c1，4-二羥基苯、1，5-二羥基萘或2,6-二羥基萘的摩爾比 均為2:1 ;2_ (4-二乙氨基-2-羥基苯甲酰基）苯甲酸和1，4-二羥基苯的混合液或1，5-二 羥基萘和2,6-二羥基萘的混合液與98wt%的硫酸的重量比為1:22-30 ;反應(yīng)液與去離子水 的用量體積比為1 :15_25 ;所述反應(yīng)液與乙酸乙酯的用量體積比為1 :10-15。
4. 一種如權(quán)利要求1所述氧雜蒽熒光染料分子熒光探針的應(yīng)用，其特征在于：利用氧 雜蒽熒光染料制備氧雜蒽染料酯化衍生物，用于NADH的檢測(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述氧雜蒽熒光染料分子熒光探針的應(yīng)用，其特征在于：所述氧雜 蒽染料酯化衍生物的制備方法，氧雜蒽染料酯化衍生物4, 5和6化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
制備步驟是： 1)將上述制得的氧雜蒽熒光染料1、2或3、濃度為98wt%的濃硫酸和無(wú)水乙醇按照1 : 4 :200的摩爾比加入到圓底燒瓶中，避光回流加熱24-28小時(shí)后冷卻至室溫，得到反應(yīng)液； 2)將上述反應(yīng)液倒入去離子水中，加入固體NaCl，然后用飽和NaHC03水溶液中和至 中性，并用乙酸乙酯萃取干燥，減壓蒸餾除去溶劑得到粗產(chǎn)品，通過(guò)硅膠柱層析提純，得到 目標(biāo)產(chǎn)物藍(lán)色固體苯并吡喃-咕噸酯4、5或6,所述反應(yīng)液與去離子水的用量體積比為1 : 15-25 ;反應(yīng)液與NaCl的摩爾比為1 :4 ;反應(yīng)液與乙酸乙酯的用量體積比為1 :10-15。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述氧雜蒽熒光染料分子熒光探針的應(yīng)用，其特征在于：所述氧 雜蒽染料酯化衍生物用于NADH的檢測(cè)的方法是：將氧雜蒽染料酯化衍生物作為熒光探針 材料，配制成濃度為5X1(T3M的溶液，將探針溶液加到檢測(cè)對(duì)象中，使探針的濃度保持在 10X10-6M，混合均勻之后，用520nm波長(zhǎng)的光激發(fā)，測(cè)定溶液在580-590nm和650nm以 上波長(zhǎng)的發(fā)射光譜強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線確定NADH這類(lèi)物質(zhì)的含量。
【文檔編號(hào)】C07D493/22GK104479670SQ201410671189
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】曾憲順, 劉暢 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)