一种关-开型分子荧光探针CMTAH及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种关‑开型分子荧光探针CMTAH及其制备方法与应用，用于检测样品中铜离子和锌离子以及生物成像应用，该探针母体为香豆素醛和2‑噻吩酰肼，该分子探针可实现紫外和荧光精确检测铜离子和锌离子，可以用于检测溶液、活细胞以及斑马鱼中外源性的铜离子和锌离子，本发明专利技术合成方法简单，操作方便，不需要苛刻的条件，而且合成产率和纯度都很高，因此在铜离子和锌离子检测方面具有良好的应用前景。

A close open molecular fluorescence probe cmtah and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种关-开型分子荧光探针CMTAH及其制备方法与应用
本专利技术涉及荧光成像分子探针领域，尤其是涉及一种利用荧光成像技术检测铜离子和锌离子的探针，具体涉及一种关-开型分子荧光探针CMTAH及其制备方法与应用。
技术介绍
在目前为止所设计的分析方法中，荧光成像是检测金属离子的重要方法。然而，这种方法对样品的要求和工作环境上都有一定的局限性。现阶段大多数探针的选择性和灵敏度都存在一定的限制，开发一种高选择性和灵敏性的探针是一种技术的挑战。由于环境的逐渐复杂，金属离子污染加剧。多重离子鉴别逐渐吸引研究者的注意，现阶段双重离子检测拥有广大的研究前景，正在成为一种重要研究方法。近几年报道了一些分子探针对金属离子的选择性检测，尽管有如此多的金属离子探针被报道，但是能够双重金属离子识别的探针报道依旧不多，鉴于此，开发一种新的双功能检测铜锌离子的小分子荧光探针具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高选择性和高灵敏度的针对铜离子和锌离子双重金属离子识别的荧光探针。为实现上述目的，本专利技术提供一种关-开型分子荧光探针CMTAH，所述分子探针分子式为C19H19N3SO3，其结构式为：本专利技术还提供上述分子探针CMTAH的制备方法，具体包括如下步骤：步骤一、将香豆素醛和2-噻吩酰肼溶解在乙醇溶液中；步骤二、将上述反应物混合均匀，并在室温下反应5-24小时，反应结束后过滤，干燥得到黄色固体粉末；步骤三、上述黄色固体粉末溶解在乙醇中，然后加热搅拌过滤，滤液缓慢挥发后得到黄色结晶性固体。作为本专利技术的进一步改进，所述香豆素醛和2-噻吩酰肼的摩尔比为1:1作为本专利技术的进一步改进，所述乙醇与香豆素醛和2-噻吩酰肼混合物的质量比为10:1作为本专利技术的进一步改进，所述步骤三中的黄色固体粉末与乙醇的质量比为1:10。本专利技术还提供上述分子探针CMTAH检测、识别环境中或生物样品中铜离子和锌离子的应用。作为本专利技术的一种应用范围,所述分子探针CMTAH利用荧光成像检测正常细胞和癌细胞中外源性的铜离子和锌离子的应用。作为本专利技术的一种应用范围,所述分子探针CMTAH利用荧光成像检测斑马鱼体内外源性的铜离子和锌离子的应用。作为本专利技术的一种应用方式,通过在365nm紫外光源下测定吸光度值检测、识别环境中或生物样品中铜离子应用，以及通过测定A455nm/A548nm的吸光度比值来检测、识别环境中或生物样品中锌离子应用。作为本专利技术的一种应用方式，通过在517nm处测定荧光强度检测、识别环境中或生物样品中铜离子的应用；以及通过在F517nm/F564nm的荧光强度比值来测定荧光强度检测、识别环境中或生物样品中锌离子的应用。本专利技术具有如下优点：本专利技术的分子探针以香豆素醛和2-噻吩酰肼反应为原料，缩合形成的的母体结构是席夫碱构型，具有很强共轭π电子，香豆素醛和2-噻吩酰肼缩合形成一个金属离子螯合位点，分子探针结合金属离子后能发射很强的荧光，分子探针在铜离子的存在下结构中酚羟基的氢发生去质子化，使得其荧光从有到无，紫外吸收峰蓝移，实现荧光技术精确检测铜离子；在锌离子的存在下结构中酚羟基的氢发生去质子化，使得其荧光从有到无，紫外吸收峰红移，实现荧光技术精确检测锌离子，且均可以检测活细胞和斑马鱼体内外源性的铜离子和锌离子。因此在铜离子和锌离子双重离子检测方面具有良好的应用前景。同时，本专利技术的合成方法简单、操作方便，不需要苛刻的条件。附图说明图1为实施例1中合成小分子探针的路线图；图2为实施例2中分子探针对铜离子和锌离子的结合模式图图3为实施例3中分子探针对铜离子和锌离子识别的紫外和荧光光谱图；图4为实施例4中验证小分子探针对铜离子和锌离子选择性和竞争性图和365nm紫外照射下CMTAH探针在不同金属离子溶液中选择性鉴别的照片；图5为实施例5中CMTAH探针在Cu(II)和Zn(II)存在时的荧光响应时间和pH值对CMTAH探针的荧光强度的影响；图6为实施例6中分子探针在人牙周膜细胞中检测外源性的铜离子和锌离子；图7为实施例7中分子探针在人胚肺细胞细胞中检测外源性的铜离子和锌离子；图8为实施例8中分子探针在斑马鱼中检测外源性的铜离子和锌离子；图9为实施例9中分子探针在CMTAH-Cu(II)和CMTAH-Zn(II)状态下在滤纸上的荧光变化图；图10为分子探针的核磁氢谱图；图11为分子探针的核磁碳谱图。具体实施方式下面将结合实施例和效果例对本专利技术做进一步的详述，而非限制本专利技术的范围。实施例1中分子探针CMTAH的制备向香豆素醛的(200mg，0.81mmol)的无水乙醇(EtOH，30mL)溶液中加入2-噻吩酰肼(116mg，0.81mmol)。在室温下回流混合16小时后，反应后用布氏漏斗过滤，并将滤饼用乙醇洗涤，得到CMTAH为黄色固体，上述黄色固体粉末溶解在乙醇中，然后加热搅拌过滤，滤液缓慢挥发后得到256mg黄色固体粉末，产率：85％，通过核磁氢谱和核磁碳谱可以确定该产物即为目标小分子探针，如图10-11所示。合成小分子探针的路线图如图1所示，图1表示合成小分子探针的路线图，其中EtOH为乙醇。1HNMR(500MHz,DMSO)δ12.73–11.05(m,1H),8.68–7.77(m,4H),7.63(d,J＝0.8Hz,1H),7.22(s,1H),6.74(d,J＝0.8Hz,1H),6.56(s,1H),3.45(brs,4H),1.13(brs,6H)；13CNMR(126MHz,DMSO)δ161.34,157.87,156.97,151.82,142.56,139.45,139.08,135.20,132.28,131.34,129.36,128.62,127.28,112.93,110.19,108.53,96.89,44.72,12.83。实施例2中分子探针对铜离子和锌离子的结合模式分子探针在452nm激发波长下，在517nm处发绿色荧光。当它与铜离子结合后，荧光淬灭；当探针与锌离子结合后，在564nm波长处发黄色荧光，其结合模拟图如图2所示。实施例3中分子探针对铜离子和锌离子识别的紫外和荧光光谱10μM分子探针的EtOH-H2O溶液(v/v,＝1:10)。同浓度的铜离子和锌离子溶液滴加到探针溶液中。如图3A所示，在探针溶液中加入铜离子后，随着铜离子浓度的增加(0.00-0.90eq)，在455nm处的吸收带逐渐减少，365nm和530nm处出现两个新的吸收峰，并在365nm处出现最大吸收峰，其吸光强度随铜离子浓度增加并逐渐增加，同时，肉眼可观察到探针溶液发生明显的颜色变化：从绿色变为无色，两者化学计量比为1:1。如图3B所示，在探针溶液中加入锌离子后，随着锌离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关-开型分子荧光探针CMTAH，其特征在于：所述分子探针分子式为C

【技术特征摘要】
1.一种关-开型分子荧光探针CMTAH，其特征在于：所述分子探针分子式为C19H19N3SO3，其结构式为：





2.权利要求1所述的关-开型分子荧光探针CMTAH的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一、将香豆素醛和2-噻吩酰肼溶解在乙醇溶液中；
步骤二、将上述反应物混合均匀，并在室温下反应5-24小时，反应结束后过滤，干燥得到黄色固体粉末；
步骤三、上述黄色固体粉末溶解在乙醇中，然后加热搅拌过滤，滤液缓慢挥发后得到黄色结晶性固体。


3.权利要求2所述的关-开型分子荧光探针CMTAH的制备方法，其特征在于，所述香豆素醛和2-噻吩酰肼的摩尔比为1:1。


4.权利要求3所述的关-开型分子荧光探针CMTAH的制备方法，其特征在于，所述乙醇与香豆素醛和2-噻吩酰肼混合物的质量比为10:1。


5.权利要求2所述的关-开型分子荧光探针CMTAH的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的黄色固体粉末与乙醇的质量比为1:10。


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【专利技术属性】
技术研发人员：何晓俊，沈建良，范金益，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33