一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于化学分析检测领域，具体公开了一种可以直接用于面粉，癌细胞和组织内过氧苯甲酰检测的水溶性双光子荧光探针及其制备方法和应用。所述荧光探针以具有双光子性质的香豆素衍生物为信号集团，对苯硼酸酯苄醚为BPO的响应识别基团；其结构由式(Ⅰ)表示。该荧光探针水溶性好，选择性强，抗干扰能力优越，灵敏度高，可直接用于面粉，癌细胞和组织内BPO的快速检测，具有很好的应用前景。

A soluble two-photon fluorescent probe for the determination of peroxybenzoyl in flour and in vivo and its preparation and Application

The invention belongs to the field of chemical analysis and detection, and specifically discloses a water-soluble two-photon fluorescent probe which can be directly used for the detection of peroxybenzoyl in flour, cancer cells and tissues, and a preparation method and application thereof. The fluorescent probe takes coumarin derivatives with two-photon properties as signal group and benzyl phenylborate ether as BPO response recognition group, and its structure is expressed by formula (I). The fluorescent probe has good water solubility, selectivity, anti-interference ability and high sensitivity. It can be directly used for rapid detection of BPO in flour, cancer cells and tissues, and has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针及其制备方法和应用
本专利技术属于化学分析检测
，更具体的，涉及一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针及其制备方法和应用，本专利技术所述荧光探针尤其适用于在检测面粉，癌细胞和组织中BPO的应用。
技术介绍
过氧苯甲酰(BPO)是一种有机过氧化物。是一种常用的自由基聚合反应的引发剂。世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，过氧苯甲酰在3类致癌物清单中。近年来，作为卓越的检测技术，荧光探针因为它的高选择性、高敏感性及实时成像性，已经越来越引起人们的高度关注，被广泛应用于各种物质的检测。BPO的化学式为(C6H5COO)2，是一种常用的自由基聚合反应的引发剂，常用作丙烯酸酯、醋酸乙烯溶剂聚合，氯丁橡胶、天然橡胶、SBS与甲基丙烯酸甲酯接枝聚合.不饱和聚酯树脂固化，有机玻璃胶粘剂等的引发剂。还可作为硅橡胶和氟橡胶的硫化剂、交联剂。也可用作漂白剂和氧化剂。为了加深理解化学和BPO的生物特性，高灵敏度、高选择性的方法在活体内源性BPO检测的迫切需要和重要意义。目前检测BPO的荧光探针很少，合成一种高灵敏度，高选择性，能够快速便捷的检测面粉，癌细胞和组织中的BPO的荧光探针具有重要的意义和实用价值。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针。该荧光探针分子合成简单、反应条件温和、合成成本低，对BPO具有高灵敏度，高选择性，且能实现用荧光法快速便捷的检测面粉，癌细胞和组织中的BPO。本专利技术还提供了该荧光探针的制备方法。本专利技术还提供了该荧光探针的应用。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针，以具有双光子性质的香豆素衍生物为信号集团，对苯硼酸酯苄醚为BPO的响应识别基团；其结构由式(Ⅰ)表示：本专利技术还包括一种可溶性双光子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：S1.将4-(二乙氨基)水杨醛、对苄溴苯硼酸酯和碳酸钾加入反应器中，加入适量的强极性溶剂做溶媒，在60～80℃下反应，至4-(二乙氨基)水杨醛完全消失为止，把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，待固体析出后，过滤、洗涤后得到的黄色固体，干燥后得到粗产物，其结构由式(Ⅱ)表示：S2.将步骤S1所得粗产物、氰基乙酸溶解在有机溶剂中，同时加入适量的哌啶作为催化剂，加热回流，80～95℃下反应至步骤S1所得粗产物完全消失为止；把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，待固体析出后，过滤、洗涤后得到的黄色固体，干燥后得式(Ⅰ)所述化合物。本专利技术荧光探针的合成路线如图1所示。本专利技术的荧光探针使用方法为：将探针分子溶解在pH＝7.4的PBS缓冲溶剂中，在室温下进行测试。当加入BPO时，对苯硼酸酯苄醚可以在BPO的诱导下裂解，使荧光得以恢复，探针与BPO的响应机理如图2所示。本专利技术的荧光探针的具体特征为：探针本身无明显的发射峰，但是与BPO作用后，探针分子在485nm处有明显的发射峰，荧光强度增强了85倍。优选地，步骤S1中，所述强极性溶剂为四氢呋喃，DMF，DMSO或乙腈中的一种；进一步优选为乙腈。优选地，步骤S1中，4-(二乙氨基)水杨醛、2，4-二硝基卤苯和碳酸钾的摩尔比为1：1～2：2～4。优选地，步骤S2中，所述有机溶剂为甲苯，苯，甲醇，无水乙醇中的一种；进一步优选为无水乙醇。优选地，步骤S2中，所述粗产物与氰基乙酸的摩尔比为1:1～4。优选地，步骤S1或S2中，在反应过程中均采用薄层色谱法跟踪反应。优选地，步骤S1或S2中，待固体析出后，抽滤并用冷水洗涤3次，得到的固体用恒温干燥箱干燥。本专利技术还提供了水溶性双光子BPO荧光探针的应用，所述应用是将溶性双光子荧光探针用于面粉，癌细胞和组织中BPO的荧光检测和成像分析。相对现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述的一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针具有合成简单，合成成本低，对BPO具有高灵敏度，高选择性，且能实现用荧光法快速便捷的检测面粉，癌细胞和组织中的BPO，在生物分子检测领域具有广阔的应用前景。附图说明附图1为本专利技术可溶性双光子荧光探针的合成路线图。附图2为本专利技术可溶性双光子荧光探针与BPO的响应机理示意图。附图3：(a)为CM-1(表示式Ⅰ所述可溶性双光子荧光探针，下同)和CM-1+BPO归一化的紫外-可见吸收谱图；(b)为探针分子(1μM)对BPO的响应的荧光谱图，BPO(0-35μM)；(c)为校准曲线；(d)为线性响应；(e)和(f)分别CM-1为加BPO前后的365nm激发下得到的荧光图。附图4：(a)为选择性实验，1微摩尔探针分子加入35微摩尔BPO或者100微摩尔其它分析物，数字1到16分别代表空白(探针分子)，S2O32-，S2O42-，S2O52-，SO3-，GSH，Cys，Hcy，Na2S，Ca2+，Mg2+，Na+，K+，Cu2+，Zn2+，和Fe3+；(b)为pH(4～9)对探针分子在加入BPO前后的影响。附图5为双光子荧光显微镜对HeLa细胞的成像研究：(a)为明场成像；(b)为HeLa细胞与探针分子一起哺育30分钟；(c)为(b)和明场(a)的叠加成像图；(d)为明场成像；(e)为HeLa细胞与30微摩尔BPO哺育15分钟，再加探针分子一起哺育30分钟的成像谱图；(f)为(e)和明场(d)的叠加成像图；其中：双光子成像：激发波长＝800纳米，发射波长范围＝470～550纳米。所有的成像用40×的油镜，比例尺：10微米。附图6为组织成像研究：1微摩尔探针分子与大鼠的肝组织在37度下哺育60分钟，接着加入30微摩尔BPO哺育60分钟；(a)为在74微米深处的成像图.TPimages：λex＝800nm，λem＝470～550nm；其中：双光子成像：激发波长＝800纳米，发射波长范围＝470～550纳米。所有的成像用10×的油镜，比例尺：10微米。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术。下述实施例仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制。除非特别说明，下述实施例中使用的原材料和设备为本领域常规使用的原材料和设备。实施例1本实施例提供一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：S1.粗产品的合成：将0.193g(1.00mmol)4-(二乙氨基)-水杨醛，0.186g对苄溴苯硼酸酯(1.00mmol)，0.294g(3mmol)K2CO3和40mLCH3CN加入到一个100毫升的圆底烧瓶中，装上循环冷凝装置，混合物在65℃搅拌，用薄层色谱法跟踪反应，直到4-(二乙氨基)-水杨醛完全反应为止；最后混合物倒入适量的冰水中，抽滤得到黄色固体，固体用冷水洗涤3次，固体在恒温干燥箱中干燥，得到固体粗产品直接用于下步反应，该粗产品的结构如式(Ⅱ)所示，收率90％。核磁共振碳谱：1HNMR(400MHz，d6-DMSO)δ:8.55(s，1H)，8.24-8.22(d，J＝8Hz，1H)，7.73-7.71(d，J＝8Hz，1H)，7.49-7.47(d，J＝8Hz，1H)，6.52-6.50(d，J＝8Hz，1H)，6.26(s，1H)，5.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针，其特征在于，以具有双光子性质的香豆素衍生物为信号集团，对苯硼酸酯苄醚为BPO的响应识别基团；其结构由式(Ⅰ)表示：

【技术特征摘要】
1.一种用于面粉和活体内过氧苯甲酰检测的可溶性双光子荧光探针，其特征在于，以具有双光子性质的香豆素衍生物为信号集团，对苯硼酸酯苄醚为BPO的响应识别基团；其结构由式(Ⅰ)表示：2.一种权利要求1所述的可溶性双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将4-(二乙氨基)水杨醛、对苄溴苯硼酸酯和碳酸钾加入反应器中，加入适量的强极性溶剂做溶媒，在60～80℃下反应，反应至4-(二乙氨基)水杨醛完全消失为止，把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，待固体析出后，过滤、洗涤后得到的黄色固体，干燥后得到粗产物，其结构由式(Ⅱ)表示：S2.将步骤S1所得粗产物、氰基乙酸溶解在有机溶剂中，同时加入适量的哌啶作为催化剂，加热回流，80～95℃下反应至步骤S1所得粗产物完全消失为止；把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，待固体析出后，过滤、洗涤后得到的黄色固体，干燥后得式(Ⅰ)所述化合物。3.根据权利要求2所述的可溶性双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述强极性溶剂为四氢呋喃，DM...

【专利技术属性】
技术研发人员：周礼义，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43