一種turn-on型BODIPY熒光傳感器及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種裸眼檢測CN的化rn-on型B0DIPY英光傳感器及其制備方法，還 涉及該類turn-on型英光傳感器在活體胃癌細(xì)胞中CN檢測的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 陰離子在生物、環(huán)境、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。氯根（CN)離子是劇毒的陰 離子，屬于六級毒害品，對人的致死量極微，在人體內(nèi)的半致死量為l.Omg/Kg，氯化物溶液 在人體皮膚表面的半致死量為lOOmg/kg。氯化物在采礦、冶金、電錐、染料、合成纖維、樹脂 等行業(yè)生產(chǎn)有廣泛應(yīng)用，是不可缺少的工業(yè)原料，但與此同時也帶來很嚴(yán)重的環(huán)境問題。 所W，設(shè)計(jì)合成高選擇性的英光傳感器識別和檢測CN成為當(dāng)前分析化學(xué)、環(huán)境化學(xué)W及生 物化學(xué)等研究領(lǐng)域的重要課題。英光傳感器將檢測的信號轉(zhuǎn)換成被感知的信息，轉(zhuǎn)換的前 后通過英光的強(qiáng)度或者波長的變化等來判定祀標(biāo)的種類和濃度等等相關(guān)參數(shù)。
[0003] 近年來，英光法和比色法在離子檢測方面，由于操作簡單、儀器易得、反應(yīng)迅速等 原因倍受青睞化in,Q.;化，Y. -P.etc.Chem.Rev. 2013, 113, 192)。B0DIPY染料因其較高的 英光量子產(chǎn)率和摩爾消光系數(shù)，良好的光穩(wěn)定性；容易進(jìn)入細(xì)胞；無毒性等優(yōu)點(diǎn)，使送類染 料廣泛地應(yīng)用于英光分子探針的設(shè)計(jì)上。±耳其的Akkaya課題組成功設(shè)計(jì)合成了一種高 選擇性和高靈敏度檢測氯根的B0DIPY探針巧kmekci，Z. ;Yilmaz，M.D. ;A化aya，E.U.Org. Lett. 2008, 10, 461)。
[0004] 大部分報(bào)道的BODIPY英光探針都是所謂的"turn-off"型，即探針分子與氯根結(jié) 合后會出現(xiàn)英光減弱或英光粹滅。從生物化學(xué)的應(yīng)用角度，W及從細(xì)胞成像領(lǐng)域的應(yīng)用考 慮，設(shè)計(jì)新型的turn-on型BODIPY英光探針，實(shí)現(xiàn)高選擇性檢測氯根是非常有應(yīng)用前景 的。因此，有必要設(shè)計(jì)開發(fā)一種能夠高選擇性裸眼檢測CN的化rn-on型BODIPY英光傳感 器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引基于目前缺少商品化的選擇性識別CN的BODIPY類英光傳感器，本發(fā)明的目的在 于提供一種化rn-on型BODIPY英光傳感器及其制備方法和用途，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0006] 具體技術(shù)方案如下：
[0007] 一種化rn-on型BODIPY英光傳感器，進(jìn)一步地，其結(jié)構(gòu)通式為：
[0008]
[0009]進(jìn)一步地，R為-邸3, -COORi，或C00H等。
[0010] 進(jìn)一步地，所述英光傳感器為英光探針。
[0011] 進(jìn)一步地，Ri=H、。。的烷基、CH=CH-CH=CH、環(huán)烷基、苯基、蔡基、F、C1、化、 I、0R2、NR2R3、CN、（CH=邸2)佑6電化2、（邸2)。〇(邸2)占、（CH2)nC00M、（CH2)mC0M或（CH2)mS〇3M。
[0012] 進(jìn)一步地，其中的R2、R3為相同或不同的H、Cl12直鏈或者支鏈烷基、Cl12環(huán)烷基、 畑2) "0畑2化（CH2)mC00M、（CH2)mC0M或（CH2)mS〇3M;n、m= 0 - 15;M=H、Li、Na、K、NH4。
[0013] 上述化rn-on型BODIPY英光傳感器的制備方法，包括如下步驟：
[0014] (1)B0DIPY3
THF/HzO,DDQ溶于THF中；
[0015] (2)逐滴滴加到反應(yīng)瓶中；
[0016] (3)室溫磁力攬拌，反應(yīng)一定時間并粹滅反應(yīng)；
[0017] (4)萃取，干燥，過濾，減壓濃縮，提純；
[001 引（5)得到B0DIPY4 '
[0019] (6)醒化染料B0DIPY4與丙二睛溶于甲苯；
[0020] (7)在步驟（6)的混合溶液中加脈巧；
[0021] (8)室溫?cái)埌璺磻?yīng)，萃取，干燥，過濾，減壓濃縮，提純；
[0022] (9)得到B0DIPY1，即B0DIPY英光傳感器。
[0023] 進(jìn)一步地，步驟（2)在冰水浴條件下逐滴滴加到反應(yīng)瓶中。
[0024] 進(jìn)一步地，步驟（3)中反應(yīng)12小時加水粹滅反應(yīng)，和/或，步驟（4)和做中采用 硅膠柱層析分離提純。
[002引上述turn-on型B0DIPY英光傳感器的用途，進(jìn)一步地，用于裸眼檢測CN。
[0026] 進(jìn)一步地，用于在活體胃癌細(xì)胞中檢測CN。
[0027] 與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于CN的加入，使得體系中原來的共輛結(jié)果變?yōu)榉?共輛結(jié)構(gòu)，引起分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移改變，宏觀上表現(xiàn)為發(fā)光的改變，即原來的溶液顏色由粉 紅色變成淺綠色，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)裸眼對CN的檢測。
[0028] 此外，基于該類英光傳感器較好的水溶性、生物相容性及低毒性，我們研究了 B0DIPY1對氯根離子的檢出限，計(jì)算結(jié)果如下：
[0029] 線性回歸系數(shù)：R= 0. 99154，
[0030] 檢測極限；DL= 30bi/m= 3蝴8. 2178*10 ^10292. 48622 = 2. 8*10 ?M(S/N= 3)。
[0031] 我們還研究了B0DIPY1在活細(xì)胞中CN的檢測。用B0DIPY1溶液培養(yǎng)的胃癌細(xì) 胞，加入CN之后，在英光倒置顯微鏡下觀察，有明顯的綠色英光。而對于參照組，即只用 B0DIPY1溶液培養(yǎng)的胃癌細(xì)胞，則幾乎沒有英光。明場觀察可W看到很好的細(xì)胞狀態(tài)，證明 在整個過程中細(xì)胞活性良好。細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)表明，B0DIPY1可W很好地穿透細(xì)胞膜，且可能 與CN有效作用實(shí)現(xiàn)對活體細(xì)胞中CN的微量檢測。送對于生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)W及臨床 醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有著重大的意義。
[00礎(chǔ)具體來說：
[0033] 1)本發(fā)明的BODIPYl，其制備W及分離過程簡單，產(chǎn)率較好；
[0034] 2)本發(fā)明的B0DIPY1，作為CN英光傳感器，可W用作對CN的高靈敏度、高選擇性 裸眼檢測。
[0035] 3)本發(fā)明的CN英光傳感器，有較好的水溶性、生物相容性和低毒性，能夠?qū)崿F(xiàn)對 CN的高選擇性裸眼檢測，當(dāng)然也能實(shí)現(xiàn)在活體細(xì)胞中CN的微量檢測。
【附圖說明】
[0036] 圖la為B0DIPY1在不同溶劑中的紫外光譜圖；
[0037] 圖化為B0DIPY1在不同溶劑中的英光光譜圖巧X= 490nm);
[003引圖2a為B0DIPY1對氯根離子滴定的紫外曲線；
[0039] 圖化為B0DIPY1對氯根離子滴定的英光曲線；
[0040] 圖3為B0DIPY1在THF-H2〇(v/v，1:1)中對各種陰離子的紫外相應(yīng)曲線
[0041] 0:blank,l:F，2:SCN，3:N〇3,4:Br，5:HS04,6:HP042,7:H2P04,8:C1，9:C10410:A cO，11:服〇3;
[0042]圖4a為BODIPY英光傳感器1與各種陰離子作用的英光光譜情況；
[0043] 圖4b為B0DIPY1在THF-HzO(v/v，1:1)中對CN的選擇性和競爭性圖；
[0044] 0:blank, l:F，2:SCN，3:N〇3,4:Br，5:HS04,6:HP042,7:H2P04,8:C1，9:C10410:A cO，11:服〇3.
[004引圖5為BODIPYl的英光面積隨CN濃度變化的線性關(guān)系；
[0046] 圖6探針分子的英光強(qiáng)度與溶液抑的關(guān)系圖；
[0047] 圖7a為通過0LYMPUS-IX71型英光顯微鏡觀察到的細(xì)胞的明場照片；
[0048] 圖化為BODIPYl在細(xì)胞中的英光成像圖；
[0049] 圖8a為較弱紅色英光細(xì)胞的明場照片；
[0050] 圖8b為B0DIPY1+CN在細(xì)胞中的英光成像；
[0051] 圖9為BODIPYl的單晶結(jié)構(gòu)圖
[0052] 圖10為化rn-on型BODIPY英光傳感器結(jié)構(gòu)通式。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的一種優(yōu)選實(shí) 施例。
[0054]-種裸眼檢測CN的化rn-on型BODIPY英光傳感器，其結(jié)構(gòu)通式為：
[00 巧]
[005引通式中；Ri=H、。12的烷基、CH=CH-CH=CH、環(huán)烷基、苯基、蔡基、F、C1、化、I、 0R2、NR2R3、CN、（CH=邸2)佑6電化2、（CH2)m0(CH2)nH、（CH2)nC00M、（CH2)mC0M或（CH2)mS03M化、尺3 為相同或不同的H、Ci12直鏈或者支鏈烷基、Cl12環(huán)烷基、畑2)。0畑2)占、（CH2)mC00M、畑2) mCOM或（CH2)mS03M;n、m= 0 - 15;M=H、Li、化、K、NH4。
[0057] 眼檢測CN的BODIPY英光傳感器的合成方法，特征在于該方法采用下 列制備步驟；50血圓底燒瓶中B0DIPY3
化4mg，0.20mmol)，THF/ &0(8/0. 08血)，孤Q(180mg，0.8mmol)溶于2血THF中，在冰水浴條件下逐滴滴加到反應(yīng)瓶 中，室溫磁力攬拌，反應(yīng)12小時加20mL水粹滅反應(yīng)，萃取，干燥，過濾，減壓濃縮，硅膠柱層 析分離提純（300-400目硅膠粉，正己焼/己酸己醋=6/1，V/V)得到澄紅色固體粉末染料 B0DIPY4,
60.Omg,產(chǎn)率 90 %。
[0058]醒化染料B0DIPY4(166mg，0. 5mmol)與丙二睛（40mg0.6mmol)溶于 10血甲苯，然 后在混合溶液中加一滴脈巧，室溫?cái)埌璺磻?yīng)0. 5小時，萃取，干燥，過濾，減壓濃縮，硅膠柱 層析分離提純（300-400目硅膠粉，正己焼/己酸己醋=3/1，V/V)得到紫紅色固體粉末染 料B0DIPY1。裸眼檢測CN的BODIPY英光探針及其合成方法，其特征是；所述有機(jī)溶劑選自 1,2-二氯己焼，甲苯、氯苯、鄰二甲苯、對二甲苯。的裸眼檢測CN的BODIPY英光探針及其 合成方法，其特征是；所述的酸選自冊Ac、CHs-Oft-SOsH、肥00H、肥1、皿r、CH3SO3H、CF3SO3H。
[0059] 實(shí)施案例1 ;
[0060] B0DIPY1的滴定實(shí)驗(yàn)在THF-H2〇(v/v，1:1)中進(jìn)行，濃度為1. 0*105mol/L。在滴 定過程中，547nm處的主體吸收峰逐漸消失，在511nm處生成一個新的峰，并且逐漸增強(qiáng)。 在513皿處形成的1個等吸收點(diǎn)，說明該化合物的結(jié)構(gòu)在氯根離子作用下，發(fā)生了改變， 生成了新的化合物。同時溶液顏色由粉紅色變成淺綠色。
[0061] B0DIPY1與CN作用的英光光譜滴定中，所用的激發(fā)波長為490皿，加入CN濃度 為0-20當(dāng)量。在滴定過程中，588nm處的發(fā)射峰逐漸降低，而在545nm處的發(fā)射峰逐漸增 強(qiáng)。反應(yīng)體系在加入10當(dāng)量的CN后達(dá)到了平衡。從圖二度）看出，B0DIPY1在THF-H2〇(v/ V，1:1)中與CN作