一种臭氧荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种臭氧荧光探针及其制备方法和应用，涉及荧光探针技术领域。本发明专利技术荧光探针的制备方法是将4

【技术实现步骤摘要】
一种臭氧荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及荧光探针
，具体涉及一种臭氧荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]活性氧物种(Reactive oxygen species,ROS)是一类生物体中用于调控细胞活动的关键生物信号分子，包括双氧水(H2O2)、超氧阴离子(O
2.
‑
)、臭氧(O3)等。在神经系统、心血管系统中发挥着广泛的病理生理作用，与神经传导、血管舒张、血压调节、线粒体保护与细胞凋亡等有着密切的关系。研究表明，抗体可以催化单线态分子氧(1O2*)和水生成过氧化氢(H2O2)，并且这个过程可以导致有效杀灭细菌，但单靠抗体产生的H2O2不足以杀死细菌，通过研究就发现抗体催化的水氧化途径产生了一种额外的分子物种，其化学特征与O3相似。随后在被激活的人体中性粒细胞的氧化爆发和炎症过程中也检测到这种物质。Wentworth等人通过大量研究发现了动脉粥样硬化斑块中产生O3的证据，这表明内源性O3的产生可能是动脉粥样硬化的一个促成因素，并可能与胆固醇积累、氧化、炎症和细胞损伤等看似独立的因素有关，这些因素导致了动脉粥样硬化的发病机制。同时，也有研究发现大脑中的O3可以通过产生过量的IL
‑
8来诱导小鼠抑郁行为，表明内源性O3与抑郁症有密切的关系。因此，发展对O3浓度精准检测的新方法，对深入理解与之相关的生理功能意义重大。
[0003]对复杂生物样品中O3浓度的精准检测，往往因受到各种因素的制约而导致检测结果不理想。传统的O3浓度检测方法有液相色谱法、化学发光法等，但这些方法受到检测时间长、灵敏度低及无法在生物体内原位检测等限制。荧光探针分析法具有简便快捷、灵敏度高、选择性好、成本低等优点，这使得利用荧光探针实现对O3的精准检测成为科研工作者追求的目标。然而，已开发的O3荧光探针仍具有以下不足：一是探针多用于体外检测，具有较低的生物适用性；二是复杂体系中选择性比较差、灵敏度不高；三是探针斯托克位移比较小，检测误差大。
[0004]有鉴于此，开发一种能高选择性、高灵敏性、便捷快速检测O3浓度的技术是十分重要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的一种臭氧荧光探针及其制备方法和应用，旨在解决上述
技术介绍
中存在的问题。
[0006]为了实现上述技术目的，本专利技术主要采用以下技术方案：
[0007]一种臭氧荧光探针，所述探针具有式(I)所示的结构式：
[0008][0009]其中，当R1＝H，R2＝H时，该探针用MIP
‑
O3表示；
[0010]当R1＝H，R2＝Cl时，该探针用MIP
‑
Cl
‑
O3表示；
[0011]当R1＝Cl，R2＝Cl时，该探针用MIP
‑
Cl2‑
O3表示；
[0012]其中，上述臭氧荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
[0013][0014]步骤一：在无水、惰性气氛保护下，将4
‑
羟基苯甲醛或3
‑
氯
‑4‑
羟基苯甲醛或3，5
‑
二氯
‑4‑
羟基苯甲醛与4
‑
溴
‑1‑
丁烯溶于有机溶剂，然后在碱性条件下发生亲核取代反应，得到醛基中间体，所述醛基中间体的结构式为：
[0015][0016]其中，当R1＝H，R2＝H时，该中间体用MIP表示；
[0017]当R1＝H，R2＝Cl时，该中间体用MIP
‑
Cl表示；
[0018]当R1＝Cl，R2＝Cl时，该中间体用MIP
‑
Cl2表示；
[0019]步骤二：在无水、惰性气氛保护下，将步骤一中制备得到的醛基中间体与丙二腈异佛尔酮溶于有机溶剂，在催化剂条件下反应制备得到式(I)所示的化合物。
[0020]上述制备方法中，步骤一中，所述4
‑
羟基苯甲醛或3
‑
氯
‑4‑
羟基苯甲醛或3，5
‑
二氯
‑4‑
羟基苯甲醛与所述4
‑
溴
‑1‑
丁烯的摩尔用量之比为1:1.2，所述惰性气氛为氩气，所述有机溶剂为干燥的N，N
‑
二甲基甲酰胺，所述碱性条件为碳酸钾，反应温度为50
‑
80℃，反应时间为6
‑
12h。
[0021]进一步的，步骤一中，所述醛基中间体为反应后先通过有机溶剂稀释反应体系，然后水洗除去N，N
‑
二甲基甲酰胺、干燥、过滤、旋干并通过硅胶柱色谱法纯化得到。
[0022]更进一步的，稀释反应体系所用的有机溶剂为乙酸乙酯，硅胶柱色谱法采用的洗脱液为石油醚/乙酸乙酯的混合液。
[0023]优选的，所述石油醚/乙酸乙酯的混合液中，石油醚与乙酸乙酯的体积比为10:1。
[0024]上述制备方法中，步骤二中，所述醛基中间体与丙二腈异佛尔酮的摩尔用量之比为1:1，所述惰性气氛为氩气，所述有机溶剂为乙腈，所述催化剂为哌啶，反应温度为80
‑
100
℃，反应时间为4
‑
8h。
[0025]更进一步的，步骤二中，还包括在反应后依次进行减压除去溶剂和使用乙醇进行重结晶的步骤。
[0026]本专利技术还提供了上述的臭氧荧光探针或采用上述制备方法制备得到的荧光探针在检测臭氧中的应用。
[0027]具体的，其检测臭氧的方法如下：在37℃下，将荧光探针加入到pH＝7.4的磷酸缓冲液中，加入不同浓度的臭氧进行检测，观察探针的荧光强度变化。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029](1)本专利技术提供的荧光探针可以通过建立荧光强度与臭氧浓度的线性关系()，定量检测臭氧浓度；
[0030](2)本专利技术提供的荧光探针选择性好，抗干扰性强，灵敏度高，样品检测不需繁琐的预处理过程，响应快，检测效率高。
附图说明
[0031]图1是荧光探针MIP
‑
Cl2‑
O3检测臭氧的荧光滴定结果图；
[0032]图2是荧光探针MIP
‑
Cl2‑
O3对臭氧响应时间图；
[0033]图3是荧光探针MIP
‑
Cl2‑
O3对臭氧的选择性实验结果图；
[0034]图4是荧光探针MIP
‑
Cl2‑
O3对细胞内臭氧的荧光成像图。
具体实施方式
[0035]下面通过实例结合附图对本专利技术做进一步的说明，实施例仅用于说明本专利技术的方法，包括但不限于实施例的方法。
[0036]实施例1：本专利技术臭氧荧光探针MIP
‑
O3的合成
[0037][0038]在无水、氩气保护环境下，将化合物4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臭氧荧光探针，其特征在于，所述探针具有式(I)所示的结构式：其中，当R1＝H，R2＝H时，该探针用MIP
‑
O3表示；当R1＝H，R2＝Cl时，该探针用MIP
‑
Cl
‑
O3表示；当R1＝Cl，R2＝Cl时，该探针用MIP
‑
Cl2‑
O3表示。2.一种如权利要求1所述的臭氧荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在无水、惰性气氛保护下，将4
‑
羟基苯甲醛或3
‑
氯
‑4‑
羟基苯甲醛或3，5
‑
二氯
‑4‑
羟基苯甲醛与4
‑
溴
‑1‑
丁烯溶于有机溶剂，然后在碱性条件下发生亲核取代反应，得到醛基中间体，所述醛基中间体的结构式为：其中，当R1＝H，R2＝H时，该中间体用MIP表示；当R1＝H，R2＝Cl时，该中间体用MIP
‑
Cl表示；当R1＝Cl，R2＝Cl时，该中间体用MIP
‑
Cl2表示；步骤二：在无水、惰性气氛保护下，将步骤一中制备得到的醛基中间体与丙二腈异佛尔酮溶于有机溶剂，在催化剂条件下反应制备得到式(I)所示的化合物。3.根据权利要求2所述的臭氧荧光探针的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述4
‑
羟基苯甲醛或3
‑
氯
‑4‑
羟基苯甲醛或3，5
‑
二氯
‑4‑
羟基苯甲醛与所述4
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：于法标，何令超，赵琳璐，刘恒，程子译，金剑峰，邢艳珑，王锐，王娟，
申请(专利权)人：海南医学院，
类型：发明
国别省市：