一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针及其制备方法技术

本发明专利技术实施例涉及生物荧光探针技术领域，具体涉及一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针及其制备方法。本发明专利技术实施例中提供的苯并吲哚类过氧化氢荧光探针，引入了苯硼酸频哪醇酯，利用过氧化氢易将苯硼酸频哪醇酯氧化为苯酚的反应机制，设计合成的一种结构新颖的特异性的过氧化氢荧光探针，其对过氧化氢选择性好、荧光量子产率高；且灵敏度高、摩尔消光系数高、光稳定性好。本发明专利技术提供的苯并吲哚类过氧化氢荧光探针的制备方法，工艺简单，条件温和，产率高，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针及其制备方法
本专利技术涉及生物荧光探针
，具体涉及一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针及其制备方法。
技术介绍
过氧化氢作为人体内一种重要的信号分子广泛参与人体新陈代谢的各个环节。此外，过氧化氢在人体免疫系统中还发挥重要作用，如参与调控多种氧化还原依赖的细胞功能，在细胞能量代谢、应激性效应等方面发挥重要的作用。研究发现，细胞内的过氧化氢具有双面性。在炎症初期、药物化疗等诱导过氧化氢升高的生理反应被认为是过氧化氢发挥抗瘤作用的重要机制；在非可控炎症或肿瘤细胞中会释放大量的过氧化氢会诱导脱氧核糖核酸(DNA)损伤和基因组不稳定性，增加基因突变发生的频率。过量的过氧化氢还会使正常细胞癌基因的激活或抑癌基因的失活导致细胞的异常增殖，侵犯远处组织，逃避宿主防御体系，从而启动肿瘤。为了进一步了解肿瘤细胞过氧化氢的分布特点及其在细胞癌化过程中的调控机制和信号通路，我们有必要开发新型过氧化氢荧光探针用于生物体内过氧化氢研究。目前，已有一些荧光指示剂用于过氧化氢的检测，如Duerkop课题组报导了一种萘酐衍生物HPgreen，该化合物由于存在分子内PhotoinducedElectronTransfer(PET)，因此萘酐的荧光被淬灭。通过过氧化氢的作用，探针分子内的PET被打破，从而实现绿色荧光的输出，实现对过氧化氢的检测。有机过氧化物识别蛋白(OhrR)与黄色荧光蛋白(cpVenus)也被用来构建过氧化氢荧光探针。OhrR蛋白可以与生理浓度的过氧化氢作用产生分子内双硫键，使蛋白质分子的α-helix结构转变成两个不同的螺旋单元，在526nm产生黄绿色荧光，实现过氧化氢的检测。但是目前用于过氧化氢检测的荧光探针有很多局限性，通常包括：1)荧光探针的光稳定性差，在连续光照下易漂白。2)对过氧化氢的选择性不够高，检测结果容易受到其他活性氧的干扰。3)一些荧光探针不能很好地避免生物背景荧光的干扰，导致检测精度差。4)探针的荧光量子产率低，成像效果差。5)合成路线比较复杂，导致检测试剂合成成本高，费事费力。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
专利技术目的为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针及其制备方法。本专利技术提供的苯并吲哚类过氧化氢荧光探针，为荧光增强型近红外过氧化氢荧光探针，结构新颖，对过氧化氢选择性好、荧光量子产率高；且灵敏度高、摩尔消光系数高、光稳定性好；该探针荧光发射波长为600-700nm且为荧光增强型探针，能有效避免生物背景荧光干扰，且对环境、生物组织均具有优良的穿透性，为生物体及环境中微量过氧化氢的检测、研究提供一种灵敏的工具。本专利技术提供的苯并吲哚类过氧化氢荧光探针的制备方法，工艺简单，条件温和，产率高，成本低。解决方案为实现本专利技术目的，本专利技术实施例提供了一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针，其结构式如下所示：其中，X＝Br或I。所述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针为苯并吲哚类近红外荧光染料。上述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针在一种可能的实现方式中，所述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针的外观呈棕红色固体，熔点为200-300℃。上述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针在一种可能的实现方式中，所述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针的荧光发射波长为600-700nm。上述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针在一种可能的实现方式中，所述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针在二氯甲烷中的荧光量子产率为10-20％；可选地为12-15％；进一步可选地为13％。本专利技术实施例还提供了上述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：；其中，X＝Br或I。上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述制备方法包括下述步骤：(1)将2,3,3-三甲基-4,5-苯并-3H-吲哚、卤代乙酸溶解于乙腈中，60-100℃下回流4-12小时，反应结束后，蒸发除去有机溶剂得到粗产物，将粗产物加入到无水乙醚中，抽滤、洗涤得到卤代-1-羧甲基-2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚；(2)氮气氛围下，4-甲酰基苯硼酸、频哪醇溶解于甲苯中，混合物在80-120℃下回流8-16小时，反应结束后，蒸发除去甲苯得到粗产物，将粗产物加入到无水乙醚中，抽滤、洗涤得到4-甲酰基苯硼酸频哪醇酯；(3)4-甲酰基苯硼酸频哪醇酯及卤代-1-羧甲基-2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚溶解于乙酸酐中，混合物在100-140℃下回流2-6小时，反应结束后，蒸发除去乙酸酐得到粗产物，将粗产物加入到无水乙醚中，抽滤、洗涤得到苯并吲哚过氧化氢荧光染料；其中，卤代乙酸包括碘乙酸或溴乙酸。上述制备方法在一种可能的实现方式中，步骤(1)中，2,3,3-三甲基-4,5-苯并-3H-吲哚与卤代乙酸的摩尔比为1:1。上述制备方法在一种可能的实现方式中，步骤(2)中，4-甲酰基苯硼酸与频哪醇摩尔比为1:1。上述制备方法在一种可能的实现方式中，步骤(3)中，4-甲酰基苯硼酸频哪醇酯与卤代-1-羧甲基-2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚的摩尔比为1:1。上述制备方法在一种可能的实现方式中，步骤(1)中的有机溶剂为低沸点乙腈。使用乙腈有利于反应后溶剂的去除且可以与乙醚溶液混合重结晶。步骤(1)中使用无水乙醚重结晶，无水乙醚对产物的低溶解度可以有效去除反应杂质，其低沸点的特性更有利于产物的干燥。上述制备方法在一种可能的实现方式中，步骤(2)中采用的溶剂为甲苯，高沸点的甲苯有利于提高反应温度及增强对反应物的溶解性。步骤(2)中重结晶所用溶剂为乙醚，无水乙醚对产物的低溶解度可以有效去除反应杂质，其低沸点的特性更有利于产物的干燥，通过该方法使得产物的提纯更简便且成本更低。上述制备方法在一种可能的实现方式中，所述步骤(3)中所用溶剂为乙酸酐，乙酸酐同时作为反应催化剂和吸水剂，能有效吸收反应产生的水且能更好的催化反应的进行。步骤(3)中采用乙醚重结晶并通过抽滤、洗涤来提纯产物，可以有效去除杂质及产物干燥，产物的提纯更简便且成本更低。本专利技术实施例还提供了上述制备方法制得的苯并吲哚类过氧化氢荧光探针。上述制备方法制得的苯并吲哚类过氧化氢荧光探针在一种可能的实现方式中，所述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针的外观呈棕红色固体，熔点为200-300℃。上述制备方法制得的苯并吲哚类过氧化氢荧光探针在一种可能的实现方式中，所述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针的荧光发射波长为600-700nm。上述制备方法制得的苯并吲哚类过氧化氢荧光探针在一种可能的实现方式中，所述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针在二氯甲烷中的荧光量子产率为10-20％；可选地为12-15％；进一步可选地为13％。本专利技术实施例还提供了上述苯并吲哚类过氧化氢荧光探针、制备方法在检测过氧化氢中的应用。上述应用在一种可能的实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针，其特征在于，其结构式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针，其特征在于，其结构式如下所示：



其中，X＝Br或I。


2.一种苯并吲哚类过氧化氢荧光探针的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：



其中，X＝Br或I。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：
(1)将2,3,3-三甲基-4,5-苯并-3H-吲哚、卤代乙酸溶解于乙腈中，60-100℃下回流4-12小时，反应结束后，蒸发除去有机溶剂得到粗产物，将粗产物加入到无水乙醚中，抽滤、洗涤，得到卤代-1-羧甲基-2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚；
(2)氮气氛围下，4-甲酰基苯硼酸、频哪醇溶解于甲苯中，混合物在80-120℃下回流8-16小时，反应结束后，蒸发除去甲苯得到粗产物，将粗产物加入到无水乙醚中，抽滤、洗涤，得到4-甲酰基苯硼酸频哪醇酯；
(3)4-甲酰基苯硼酸频哪醇酯及卤代-1-羧甲基-2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚溶解于乙酸酐中，混合物在100-140℃下回流2-6小时，反应结束后，蒸发除去乙酸酐得到粗产物，将粗产物加入到无水乙醚中，抽滤、洗涤，得到苯并吲哚过氧化氢荧光染料；
其中，卤代乙酸包括碘乙酸或...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，马振祥，吴铭敏，龚莹，赵其杰，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32