一种检测粘度的荧光探针及其合成方法和应用技术

一种检测粘度的荧光探针，其结构式为：

A fluorescent probe for detecting viscosity and its synthetic method and Application

A fluorescent probe for detecting viscosity is constructed.

【技术实现步骤摘要】
一种检测粘度的荧光探针及其合成方法和应用
本专利技术涉及一种粘度荧光探针及其应用，属于有机小分子荧光探针领域。
技术介绍
粘度是衡量一种浓稠流体的流动性和扩散性的主要因素,同时是流体扩散速率的主要参考指标。微环境的粘度在病理学研究中起到非常重要的作用，因为粘度的变化往往会影响细胞微环境中各种新陈代谢的进行。从细胞生物力学的角度看，细胞结构可以分为细胞质，细胞膜和细胞骨架。其中细胞骨架被认为是刚性的结构，而细胞膜和细胞质则具有一定的粘弹性。当细胞处于病理状态时，细胞内粘度就会发生变化。所以粘度就是衡量这种粘弹性的参考指标。粘度极大地影响细胞质内物质和信号的运输，生物大分子之间的相互作用，以及活性代谢产生的ROS和RNS在细胞水平上的扩散。细胞内的粘度在生物系统中起着非常重要的作用。因此，量化细胞内粘度十分重要。针对现有技术中粘度荧光探针少、合成步骤繁琐、成本高且荧光背景高等问题，本专利技术提供一种合成简便、背景低，响应倍数高的粘度荧光探针。
技术实现思路
针对现有技术中粘度荧光探针的问题，本专利技术提供一种检测溶液和细胞粘度的荧光探针；本专利技术还提供了上述荧光探针的制备方法和在检测粘度中的用途。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种检测粘度的荧光探针，其结构式如式（I）所示：式(I)；其中，R为-H或。一种上述荧光探针的合成方法，包括以下步骤：（1）保护气氛下，将化合物1与化合物2在乙醇中加热回流反应：；其中，R为-H或；R1为-H或-CHO。（2）反应结束后，冷至室温，用乙醚洗三次，然后以二氯甲烷-甲醇混合溶剂为淋洗剂过硅胶层析柱，再除去淋洗剂，获得固体，即荧光探针。步骤（1）中，所述化合物1与化合物2的摩尔比为1:1.5-3。步骤（2）中，所述淋洗剂中二氯甲烷和甲醇的体积比为10-20:1。一种上述荧光探针在检测溶液、细胞中粘度的应用。本荧光探针的检测机理如下：用于粘度研究的扭曲内部电荷转移（TICT）荧光团具有两种竞争关系的去激活途径：荧光发射和非辐射跃迁。由于TICT的形成具有粘度依赖性，分子转子的发射强度取决于溶剂的粘度。分子内旋转是TICT分子的一种特征，扭曲分子内电荷转移状态的零振动能级的发射被禁止，导致TICT发射通常较弱的并且背景信号较低，从而有利于设计具有高检测灵敏度的turn-on型荧光探针。具有强吸电子基团（受体）和强给电子基团（供体）的TICT分子通常具有“D-π-A”分子构型。吲哚阳离子广泛用作合成染料和荧光探针的强电子受体。本荧光探针使用吲哚阳离子作为吸电子基团，用三苯胺作为电子给体基团。本专利技术具有以下优点：本专利技术的粘度荧光探针合成简便，且后处理过程简单；能够实现对粘度检测的高灵敏性。本专利技术是一种简单，快速，灵敏的粘度特异性检测试剂，在生物分子检测领域具有广阔的应用前景。附图说明图1为荧光探针1的的1HNMR谱图；图2为荧光探针2的的1HNMR谱图；图3为荧光探针1检测不同粘度溶液的荧光强度；图4为荧光探针1检测不同粘度溶液的线性关系；图5为荧光探针2检测不同粘度溶液的荧光强度；图6为荧光探针2检测不同粘度溶液的线性关系；图7为荧光探针1在不同粘度细胞中的成像；图8为荧光探针2在不同粘度细胞中的成像。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不受下述实施例的限制。实施例1荧光探针1的合成将0.20g化合物1-1(0.73mmol)和0.21g化合物2(1.1mmol)，溶于20mL乙醇中，在氮气保护下回流反应12h。反应结束后，冷却到室温，用乙醚洗三次，然后用淋洗剂CH2Cl2/CH3OH=20:1过柱子得到荧光探针1，产率60%，其1HNMR图谱见图1。实施例2荧光探针2的合成将0.20g化合物1-1(0.66mmol)和0.38g化合物2(2mmol)，溶于20mL乙醇中，在氮气保护下回流反应20h。反应结束后，冷却到室温，用乙醚洗三次，然后用淋洗剂CH2Cl2/CH3OH=10:1过柱子得到荧光探针2，产率50%，其1HNMR见图2。实施例3荧光探针检测不同粘度溶液配制浓度为1mM的实施例1中所得探针1的DMSO溶液，作为测试母液待用；配制终浓度为2μM的荧光探针1溶液，与不同粘度的溶液（乙醇与甘油体积比分别10:0、9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9、1:99）作用，进行荧光检测（λex=540nm），扫描各体系中荧光强度，如图3所示；以logη（η为粘度值）为横坐标，logI630为纵坐标，建立630nm处荧光强度与粘度标准曲线，如图4所示。由图3可知，随着粘度的增加，630nm处的荧光强度逐渐增加。由图4可知，荧光强度与粘度存在良好的线性关系，线性方程为y=1.5108+0.5446x；说明荧光探针1能够对粘度变化进行检测。参照以上方法配制荧光探针2的母液，并对不同粘度溶液中进行荧光检测（λex=550nm）。扫描各体系中荧光强度，如图5所示；以logη（η为粘度值）为横坐标，logI658为纵坐标，建立658nm处荧光强度与粘度标准曲线，如图6所示。由图5可知，随着粘度的增加，658nm处的荧光强度逐渐增加。由图6可知，荧光强度与粘度存在良好的线性关系，线性方程为y=0.6890+1.0040x；说明荧光探针2能够对粘度变化进行检测。实施例4荧光探针在细胞中的成像将适当密度的HeLa细胞接种到两个灭菌的培养皿中，在CO2培养箱（温度为37℃，5%CO2）中培养，待细胞贴壁后，分为2组实验：第一组，向培养皿中加入实施例1所得的荧光探针1，使其终浓度均为5μM，作用30min后进行成像。第二组，向培养皿中加入2mM粘度刺激剂-制霉菌素20μL，培养20min后加入荧光探针1，使其终浓度均为5μM，继续作用30min后进行明场成像、荧光成像（激发波长为561nm，发射波段为570-620nm），图像如图7所示，其中第1-3列分别为2组实验的明场成像、荧光成像与叠加图。由图7可知，只加入探针1时，细胞具有较弱的红色荧光，加入制霉菌素后，细胞红色荧光明显增强，说明本专利技术荧光探针1能够进入细胞中并检测细胞中的粘度。采用同样的方法以荧光探针2荧光检测（激发波长为561nm，发射波段为570-620nm）不同粘度细胞，图像如图8所示：只加入探针2时，细胞具有较弱的红色荧光，加入制霉菌素后，细胞红色荧光明显增强，说明本专利技术荧光探针2能够进入细胞中并检测细胞中的粘度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测粘度的荧光探针，其结构式如式（I）所示：

【技术特征摘要】
1.一种检测粘度的荧光探针，其结构式如式（I）所示：式(I)；其中，R为-H或。2.一种如权利要求1所述的荧光探针的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）保护气氛下，将化合物1与化合物2在乙醇中加热回流反应：；其中，R为-H或；R1为-H或-CHO；（2）反应结束后，冷至室温，用乙醚洗三次，然后以二氯甲烷-甲醇混合溶剂为淋洗剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟英，牛杰，刘勇，王伟珊，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37