一種基于8-氨基喹啉衍生物熒光探針及其合成方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于8-氨基喹啉衍生物熒光探針及其合成方法和應(yīng)用，用于接 力識(shí)別鋅離子（Zn2+)、硫離子（S2)和焦磷酸根離子（PPi)。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋅元素是生物體內(nèi)所必需是第二大微量重金屬元素和營(yíng)養(yǎng)素，其在許多生物學(xué)過(guò) 程中起了非常重要的作用，廣泛地分布于人體的細(xì)胞和體液中，是人體內(nèi)200多種酶的組 成成分，直接參與體內(nèi)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育、生殖和組織修復(fù)等各種生命代謝過(guò)程。Zn2+在細(xì)胞的 生命活動(dòng)中起著非常重要的作用，在基因轉(zhuǎn)錄、金屬酶催化、神經(jīng)傳遞等過(guò)程中都有Zn2+的 參與。Zn2+同許多生理疾病密切相關(guān)，如：老年癡呆癥（Alzheimer's)，肌萎縮性脊髓側(cè)索硬 化癥（ALS)，帕金森綜合癥（Parkinson's)，局部缺血以及癲癇等。鋅離子在許多生理和病 理過(guò)程中都起到至關(guān)重要的作用，因此對(duì)鋅離子進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別有重要理論和實(shí)際意義。
[0003] 硫離子主要是以無(wú)機(jī)硫化物的形式存在，在生物體系中，S2含量超標(biāo)會(huì)刺激粘膜， 致人昏迷，呼吸麻痹等危害，因此鑒別和測(cè)定S2具有重要的意義。
[0004] PPi在生物能量學(xué)和代謝過(guò)程中起到關(guān)鍵作用，在血清中高濃度的PPi與心血管 疾病和急性腎功能衰竭相關(guān)，在滑膜液中PPi濃度過(guò)高與某些疾病如焦磷酸鈣脫水晶體的 形成和軟骨鈣質(zhì)沉著病有關(guān)，因此鑒別和測(cè)定焦磷酸根離子越來(lái)越受到人們的重視。
[0005] 在所報(bào)道的文獻(xiàn)中，基于8-氨基喹啉衍生物的熒光探針數(shù)量很多，但是絕大多數(shù) 都是針對(duì)某一特定離子的高選擇性識(shí)別而設(shè)計(jì)的，少量文獻(xiàn)在識(shí)別陽(yáng)離子后，只是單一的 接力識(shí)別硫離子或者焦磷酸根離子，像這種在同一條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)三種離子連續(xù)識(shí)別的熒光 探針很少被報(bào)道，僅有的文獻(xiàn)（RSCAdv.，2015, 5, 10505 - 10511)也因合成過(guò)程復(fù)雜使其應(yīng) 用受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種基于8-氨基喹啉衍生物 熒光探針及其合成方法和應(yīng)用，其合成簡(jiǎn)單，并賦予它多種識(shí)別功能，使其識(shí)別操作在同一 條件下完成，可大大簡(jiǎn)化多種離子的識(shí)別過(guò)程。
[0007] 其具體技術(shù)方案為：
[0008] -種基于8-氨基喹啉衍生物熒光探針L，結(jié)構(gòu)式如下：
[0009]
[0010] 本發(fā)明所述基于8-氨基喹啉衍生物熒光探針的制備方法，其反應(yīng)式是：
[0011]
[0012] 所述方法按如下步驟進(jìn)行：
[0013] 以乙腈為溶劑，原料2-氯-N-(喹啉-8-基）乙酰胺和2-丙炔胺的摩爾比按1:1~ 1.5:1投料，加入一定量的碘化鉀（KI)和N，N-二異丙基乙胺（DIPEA)，回流過(guò)夜，減壓旋出 乙腈，乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)夜，過(guò)濾，旋出乙酸乙酯，得到的油狀物用硅膠柱色 譜法進(jìn)行純化，用乙酸乙酯和石油醚=1:1~l:5(v/v)作為洗脫劑進(jìn)行分離，得到熒光探 針2- (2-丙塊氨基）-N-(喹啉_8_基）-乙酰胺。
[0014] 所述碘化鉀（KI)和原料2-丙炔胺的摩爾比為1 :5~1 :8,N，N-二異丙基乙胺 (DIPEA)和原料2-丙炔胺的摩爾比為1 :0. 8~1 :2。
[0015] 基于8-氨基喹啉衍生物熒光探針的應(yīng)用，在pH= 7~9的HEPES緩沖溶液中對(duì) 鋅離子、硫離子以及焦磷酸根離子的檢測(cè)。
[0016] 基于8-氨基喹啉衍生物熒光探針的應(yīng)用，在pH= 7~9的HEPES緩沖溶液對(duì)細(xì) 胞中鋅離子進(jìn)行檢測(cè)。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果為：
[0018] 本發(fā)明提供的多功能熒光探針原料易得，合成方法簡(jiǎn)單，條件溫和，產(chǎn)物分離提純 過(guò)程容易。熒光探針L可在水環(huán)境中識(shí)別Zn2+，具有良好的靈敏度，同族的Cd2+對(duì)識(shí)別沒(méi)有 干擾，并可應(yīng)用到生物細(xì)胞體系中檢測(cè)鋅離子。在同一溶劑中，探針L與Zn2+形成的絡(luò)合物 可繼續(xù)監(jiān)測(cè)S2和P2074。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明熒光探針L的1HNMR譜圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明熒光探針L的13CNMR譜圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明熒光探針L的質(zhì)譜譜圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明熒光探針L和加入鋅離子的熒光發(fā)射光譜圖；
[0023] 圖 5 是本發(fā)明熒光探針L與Ni2+，Hg2+，Ca2+，Ba2+，Mg2+，K+，Al3+，Mn2+，Pb2+，Na+，Sr2+，C o2+，Cr3+，Ag+，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，Cu2+，Zn2+，Cd2+作用前后的熒光發(fā)射光譜圖；
[0024] 圖6是本發(fā)明熒光探針L對(duì)Zn2+識(shí)別時(shí)抗其它金屬離子干擾的熒光檢測(cè)圖；
[0025] 圖7是本發(fā)明熒光探針L與0ymol/L~60ymol/LZn2+作用前后的熒光發(fā)射光譜 變化圖；
[0026] 圖8是本發(fā)明熒光探針L+Zn2+的質(zhì)譜譜圖；
[0027] 圖9是本發(fā)明熒光探針L與Zn2+的Job'splot圖；
[0028] 圖10是本發(fā)明熒光探針L_Zn2+與其它陰離子作用前后的熒光發(fā)射光譜圖；
[0029] 圖11是本發(fā)明熒光探針L-Zn2+與0ymol/L~60ymol/L的P2074作用前后的熒 光發(fā)射光譜變化圖；
[0030] 圖12是本發(fā)明熒光探針L-Zn2+與0ymol/L~80ymol/L的S2作用前后的熒光 發(fā)射光譜變化圖；
[0031] 圖13是熒光探針L在芽孢桿菌中檢測(cè)Zn2+的熒光成像圖。
[0032] 圖14是熒光探針L在金黃色葡萄球菌中檢測(cè)Zn2+的熒光成像圖。
[0033] 圖15是本發(fā)明熒光探針L和加入鋅離子及L+Zn2+后加入焦磷酸根離子和硫離子 的熒光發(fā)射光譜圖；
[0034] 圖16是本發(fā)明熒光探針L識(shí)別鋅離子、硫離子和焦磷酸根離子的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0036] 實(shí)施例1
[0037] (1)合成一種基于8-氨基喹啉衍生物熒光探針的反應(yīng)式：
[00381
[0039] (2)合成一種基于8-氨基喹啉衍生物熒光探針的具體步驟：
[0040] 稱(chēng)取2_氣-N-(卩奎琳_8_基）乙醜胺330mg和2_丙塊胺55mg，溶解于20ml乙臆 中，加入30mg的碘化鉀（KI)和150mg的N，N-二異丙基乙胺（DIPEA)，回流10小時(shí)，旋出 乙腈，乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，減壓蒸出溶劑，得到的油狀物用硅膠柱色譜法 進(jìn)行純化，用乙酸乙酯和石油醚=1:1 (v/V)作為洗脫劑進(jìn)行分離，得到179mg淺黃色固體 化合物即熒光探針L，產(chǎn)率75 %。
[0041] 熒光探針L的基本數(shù)據(jù)：
[0042] :HNMR(400MHz,CDC13) 8 11.l〇6(s, 1H), 8. 855(dd,J= 4. 2, 1. 6Hz, 1H), 8. 816 (dd,J= 6. 9, 2. 1Hz, 1H), 8. 156 (dd,J= 8. 3, 1. 6Hz, 1H), 7. 536 (m, 2H), 7. 450 (dd,J= 8. 3, 4. 2Hz, 1H), 3. 696 (s, 2H), 3. 617 (d,J= 2. 4Hz, 2H), 2. 283 (t,J= 2. 4Hz, 1H), 1. 953 (s, 1H)，如圖 1。
[0043] 實(shí)施例2
[0044] 稱(chēng)取2_氣_N_ (卩奎琳_8_基）乙醜胺396mg和2_丙塊胺82mg，溶解于25ml乙臆 中，加入35mg的碘化鉀（KI)和165mg的N，N-二異丙基乙胺（DIPEA)，回流15小時(shí)，旋出乙 腈，乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，減壓蒸出溶劑，得到的油狀物用硅膠柱色譜法進(jìn) 行純化，用乙酸乙酯和石油醚=1:3 (v/v)作為洗脫劑進(jìn)行分離，得到280mg淺黃色固體化 合物即熒光探針L，產(chǎn)率78 %。
[0045] 13CNMR(101MHz，CDC13)S169. 707(s)，148. 525(s)，138. 859(s)，136. 219(s)，134 .115(s), 128. 020(s), 127. 260 (s), 121. 816(s), 121. 534(s), 116. 646(s), 81. 196(s), 72. 1 41 (s), 52. 133 (s), 38. 228 (s)，如圖 2。
[0046] 實(shí)施例3
[0047] 稱(chēng)取2-氯-N-(喹啉-8-基）乙酰胺528mg和2-丙炔胺110mg，溶解于35ml乙腈 中，加入50mg的碘化鉀（KI)和258mg的N，N-二異丙基乙胺（DIPEA)，回流18小時(shí)，旋出乙 腈，乙酸乙酯萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥，