一種有機小分子探針及其制備方法和應用
【專利摘要】本發(fā)明屬于檢測技術領域，公開了一種有機小分子探針及其制備方法和應用。所述有機小分子探針的化學結構如式(I)所示。所述制備方法為：將萘基熒光素、有機溶劑和三乙胺攪拌混合均勻，然后滴加氯甲酸烯丙酯，室溫反應后萃取，濃縮有機相，經柱層析，得到所述有機小分子探針。本發(fā)明有機小分子探針的合成只需要一步，并且后處理過程簡單，易于操作，產物易得?？蓪崿F對一氧化碳的紫外和近紅外熒光雙響應檢測，具有響應快速、特異性高的優(yōu)點，在環(huán)境、生物醫(yī)藥等領域具有廣闊的應用前景。
【專利說明】
一種有機小分子探針及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于檢測技術領域，具體涉及一種有機小分子探針及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 長期以來，C0被認為是一種有毒氣體，C0可以在人體內與血紅蛋白中的鐵進行配 位，并且這種配位能力比氧氣強很多。當任何動物或人吸入高濃度C0后，在短時間內就會造 成斃命，并且這種氣體無氣味，在自然環(huán)境中很難察覺?，F代社會使用的水煤氣或者液化 氣，都可能造成C0的泄露，造成人民生命財產的危害。但是，隨著人們對C0的不斷研究，發(fā)現 C0對人體機能方面也有著重要的調節(jié)作用，可以控制肝臟血液循環(huán)，調節(jié)心血管平滑肌和 自身的新陳代謝。一氧化碳是一種新型的神經遞質，主要由血紅素氧合酶(hemeoxygenase， H0)催化分解血紅素產生。雖然C0起著顯著的信號傳輸作用，但是其在生理與病理功能的許 多方面仍需要進一步的研究。為了更好地檢測生物體內以及環(huán)境中C0的濃度，研究具有高 靈敏性，高選擇性監(jiān)測C0濃度的方法具有非常重要的意義。
[0003] 傳統(tǒng)監(jiān)測C0的方法有動態(tài)庫倫法，非分散紅外法，貫穿式紅外濾波器法和氣相色 譜法等，這些方法普遍存在一些缺陷，例如:儀器價格昂貴，前處理復雜，攜帶不方便等。近 年來，隨著熒光探針檢測技術的不斷發(fā)展，小分子熒光探針逐漸顯現出獨特的優(yōu)勢，比如操 作簡便、靈敏度高、對儀器要求不高，可實現可視化快速檢測等眾多優(yōu)點，使得有機小分子 熒光探針成為環(huán)境以及生物醫(yī)藥領域重要的檢測手段。因此，發(fā)展新型的應用于C0檢測的 有機小分子比色和熒光探針具有重要的研究和應用價值。

【發(fā)明內容】

[0004] 為了解決現有技術的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種有機小分 子探針。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述有機小分子探針的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的再一目的在于提供上述有機小分子探針作為比色探針或熒光探針用于 一氧化碳的含量檢測。
[0007] 本發(fā)明目的通過以下技術方案實現：
[0008] -種有機小分子探針，所述有機小分子探針的化學結構如式(I)所不：
[0010]上述有機小分子探針的制備方法，包括以下制備步驟:將萘基熒光素、有機溶劑和 三乙胺攪拌混合均勻，然后滴加氯甲酸烯丙酯，室溫反應后萃取，濃縮有機相，經柱層析，即 可得到所述有機小分子探針。其合成路線圖如圖1所示。
[0011] 所述的有機溶劑包括乙腈、四氫呋喃、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺等，優(yōu)選二氯 甲燒、四氫呋喃和N，N-二甲基甲酰胺。
[0012] 優(yōu)選地，所述的萘基熒光素、三乙胺和氯甲酸烯丙酯的摩爾比為1:(2.5~4) :(2.5 ~4) 〇
[0013] 優(yōu)選地，所述的萃取是指用體積比為1:1的水和二氯甲烷的混合溶劑進行萃取。
[0014] 上述有機小分子探針作為比色探針用于一氧化碳的含量檢測。
[0015] 上述有機小分子探針作為熒光探針用于一氧化碳的含量檢測。
[0016] 本發(fā)明的制備方法及所得到的產物具有如下優(yōu)點及有益效果：
[0017] (1)本發(fā)明有機小分子探針的合成只需要一步，并且后處理過程簡單，易于操作， 廣物易得；
[0018] (2)本發(fā)明有機小分子探針用于一氧化碳的含量檢測可以通過裸眼觀察顏色的變 化，實現快速直接的判定結果；
[0019] ⑶本發(fā)明的有機小分子探針實現了雙響應快速檢測一氧化碳，特異性高，在一般 紫外燈(365nm)下可以觀察到熒光顏色變化，基于其特異性和顯著的顏色變化，該探針可作 為快速檢測一氧化碳的指示劑；
[0020] (4)本發(fā)明的有機小分子探針實現了近紅外熒光檢測一氧化碳，對于檢測活細胞 中的一氧化碳具有很好的應用前景。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明有機小分子探針(I)的合成路線圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明實施例所得有機小分子探針(I)的1H-NMR譜圖；
[0023]圖3是本發(fā)明實施例所得有機小分子探針(I)的13C_NMR譜圖；
[0024] 圖4是實施例1所得探針(I)的紫外吸收強度隨一氧化碳濃度的變化曲線圖；
[0025] 圖5是實施例1所得探針(I)的熒光發(fā)射強度隨一氧化碳濃度的變化曲線圖；
[0026] 圖6是實施例1所得探針(I)對不同物質的選擇性柱狀圖；
[0027] 圖7是實施例1所得探針(I)的溶液在一氧化碳加入前后的溶液顏色對比圖；
[0028]圖8是實施例1所得探針（I)的溶液在一氧化碳加入前后在365nm紫外照射下的熒 光對比圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。
[0030] 以下實施例對于未特別注明的參數，可參照常規(guī)技術進行。核磁譜采用瑞士 Bruker公司Avance III 400MHz核磁共振儀測定，氖代氯仿做溶劑。焚光光譜采用日本日立 公司F-4500熒光光譜儀測定。紫外光譜采用日本島津公司UV-2450測定。
[0031] 實施例1
[0032]本實施例的一種有機小分子探針(I)的合成，具體合成步驟如下：
[0033] 將235mg的萘基熒光素（0.172g，0.4mmol)加入到含有165yL三乙胺（0.120g， 1.2mmol)的N，N-二甲基甲酰胺中（4ml)。室溫攪拌下，將106yL氯甲酸稀丙酯（1 .Ommol)緩慢 滴加到上述溶液中。滴加完畢，室溫反應12小時。反應完成后，加入水（100ml)和二氯甲燒 (100ml)的混合溶劑萃取，有機相再用水洗3次。收集有機相，加入無水硫酸鎂干燥，濃縮，經 柱層析，即可得有機小分子探針（I)77mg，產率32.1%。所得產物的核磁氫譜圖和碳譜圖分 別如圖2和圖3所示。產物鑒定數據如下：
[0034] 4 匪R(400MHz，CDC13)S8.80((1, J = 9.1Hz，2H) ,8.16-8· 11 (m，lH)，7.73((1, J = 2.3Hz，2H)，7.70-7.66(m，2H)，7.60(dd，J = 9.1，2.3Hz，2H)，7.53(d，J = 8.7Hz，2H)，7.15-7. ll(m,lH) ,6.91(d,J = 8.7Hz,2H) ,6.12-6.02(m,3H) ,5.50(ddd,J=17.2,2.7,1.4Hz, 2H),5.40(dd ,J = 10.4,l.lHz,3H),4.83(dt ,J = 5.9,1.3Hz,4H)；
[0035] 13C NMR(101MHz,CDC13)5169.54,153.95,153.29,150.47,146.37,135.35, 135.05,131.02,130.03,126.20,125.24,124.93,124.03,123.77,122.00,121.37,119.77, 118.27,112.62,82.87,69.41。
[0036] 實施例2
[0037] 本實施例的一種有機小分子探針(I)的合成，具體合成步驟如下：
[0038] 將235mg的萘基熒光素（0.172g，0.4mmol)加入到含有165yL三乙胺（0.120g， 1 · 2mmol)的四氫呋喃中（8ml)。室溫攪拌下，將127yL氯甲酸烯丙酯（1 · 2mmol)緩慢滴加到上 述溶液中。滴加完畢，室溫反應12小時。反應完成后，加入水（100ml)和二氯甲烷（100ml)的 混合溶劑萃取，有機相再用水洗3次。收集有機相，加入無水硫酸鎂干燥，濃縮，經柱層析，即 可得有機小分子探針（I)85mg，產率35.4%。產物鑒定數據同實施例1。
[0039] 實施例3
[0040]本實施例的一種有機小分子探針(I)的合成，具體合成步驟如下：
[00411 將235mg的萘基熒光素（0.172g，0.4mmol)加入到含有165yL三乙胺（0.120g， 1 · 2mmo 1)的二氯甲烷中（8ml)。室溫攪拌下，將169yL氯甲酸烯丙酯（1 · 6mmo 1)緩慢滴加到上 述溶液中。滴加完畢，室溫反應12小時。反應完成后，加入水（100ml)和二氯甲烷（100ml)的 混合溶劑萃取，有機相再用水洗3次。收集有機相，加入無水硫酸鎂干燥，濃縮，經柱層析，即 可得有機小分子探針(I)89mg，產率37.1%。所得產物的核磁氫譜圖和碳譜圖同實施例1。
[0042] 性能測試：
[0043] (1)探針(I)的紫外吸收強度隨一氧化碳濃度的變化：
[0044] 取實施例1制備的有機小分子探針（I)各自溶于二甲亞砜中，配制成10mM儲備液。 取探針（I)儲備液用體積比為4:6的DMS0/PBS緩沖溶液（1 OmM，pH= 7.40)稀釋，配制成1 ΟμΜ 的探針（I)溶液，加入四氯鈀酸鈉至濃度為60μΜ，作為檢測系統(tǒng)，再加入不同當量的C0RM-3 (〇-1〇當量），混勻后室溫放置45分鐘后開始測試。采用紫外分光光度計測定其紫外吸收光 譜。隨著C0RM-3的濃度增加，在620nm處出現了新的吸收峰。測試結果如圖4所示。
[0045] (2)探針(I)的熒光發(fā)射強度隨一氧化碳濃度的變化：
[0046] 取實施例1制備的有機小分子探針（I)各自溶于二甲亞砜中，配制成10mM儲備液。 取探針（I)儲備液用體積比為4:6的DMS0/PBS緩沖溶液（1 OmM，pH= 7.40)稀釋，配制成1 ΟμΜ 的探針（I)溶液，加入四氯鈀酸鈉至濃度為60μΜ，作為檢測系統(tǒng)，再加入不同當量的C0RM-3 (〇-1〇當量），混勻后室溫放置45分鐘后開始測試熒光。測試結果如圖5所示。探針（I)在 620nm激發(fā)下，焚光發(fā)射非常微弱，加入⑶RM-3后，670nm處出現一個新的發(fā)射峰，并隨著 C0RM-3濃度的增加，670nm處熒光強度逐漸增強。
[0047] (3)探針（I)對不同離子的選擇性：
[0048]同上（1)和(2)待測液相同的配制方法配置紫外和熒光待測液，采用紫外可見分光 光度計與熒光分光光度計測定探針（I)與不同物質孵育下的紫外和熒光變化，探針（I)與 C0RM-3在室溫下孵育45分鐘后進行測試。測試結果如圖6所示。由圖6可看出，探針（I)與 C0RM-3孵育后，620nm處的吸收強度（圖6A)與670nm處的熒光發(fā)射強度（圖6B)均明顯增加， 而與其他物質孵育后，紫外和熒光強度沒有明顯變化，說明探針(I)對一氧化碳具有很好的 選擇性響應。
[0049] (4)探針(I)對一氧化碳的可視化檢測：
[0050] 同上（1)待測液相同的配制方法配置兩份待測液，進行可視化檢測。加入⑶RM-3 后，體系的顏色發(fā)生了非常顯著的改變，由無色變?yōu)闇\藍色（圖7)。在紫外燈（365nm)照射 下，探針（I)本身幾乎沒有熒光發(fā)射，加入C0RM-3后樣品發(fā)出強烈的紅色熒光（圖8)。以上結 果表明，探針（I)具有紫外和熒光雙響應，并且可以通過裸眼觀測顏色變化來快速檢測一氧 化碳。
[0051] 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種有機小分子探針，其特征在于所述有機小分子探針的化學結構如式(I)所示：2. 權利要求1所述的一種有機小分子探針的制備方法，其特征在于包括以下制備步驟： 將萘基熒光素、有機溶劑和三乙胺攪拌混合均勻，然后滴加氯甲酸烯丙酯，室溫反應后萃 取，濃縮有機相，經柱層析，得到所述有機小分子探針。3. 根據權利要求2所述的一種有機小分子探針的制備方法，其特征在于:所述的有機溶 劑包括乙腈、四氫呋喃、二氯甲烷或N，N-二甲基甲酰胺。4. 根據權利要求3所述的一種有機小分子探針的制備方法，其特征在于:所述的有機溶 劑是指二氯甲烷、四氫呋喃或N，N-二甲基甲酰胺。5. 根據權利要求2所述的一種有機小分子探針的制備方法，其特征在于:所述的萘基熒 光素、三乙胺和氯甲酸烯丙酯的摩爾比為1:(2.5~4) :(2.5~4)。6. 根據權利要求2所述的一種有機小分子探針的制備方法，其特征在于:所述的萃取是 指用體積比為1:1的水和二氯甲烷的混合溶劑進行萃取。7. 權利要求1所述的有機小分子探針作為比色探針用于一氧化碳的含量檢測。8. 權利要求1所述的有機小分子探針作為熒光探針用于一氧化碳的含量檢測。
【文檔編號】G01N21/78GK105885830SQ201610264523
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】顏金武, 張雷, 李晶
【申請人】華南理工大學