一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体及其制备方法和应用。该二茂铁受体含有猝灭基团(二茂铁)和核苷酸阴离子识别基团氨氢和吡啶盐正离子。受体分子与荧光指示剂在水溶液中能自组装成纳米组装体(Fc2Py

【技术实现步骤摘要】
一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及荧光检测
，特别涉及一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]核苷酸是核糖核酸及脱氧核糖核酸的基本组成单位，是体内合成核酸的前身物。核苷酸随着核酸分布于生物体内各器官、组织、细胞的核及胞质中，并作为核酸的组成成分参与生物的遗传、发育、生长等基本生命活动。生物体内还有相当数量以游离形式存在的核苷酸。三磷酸腺苷在细胞能量代谢中起着主要的作用。体内的能量释放及吸收主要是以产生及消耗三磷酸腺苷来体现的。此外，三磷酸尿苷、三磷酸胞苷及三磷酸鸟苷也是有些物质合成代谢中能量的来源。总之，核苷酸类化合物具有重要的生物学功能。
[0003]鉴于荧光技术的优点，如简单、灵敏度和实时检测，已经受到广泛的关注。目前传统的传感器主要是基于指标
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间隔
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受体(ISR)方法需要将受体与荧光染料共价连接起来，合成比较繁琐，耗费人力物力，成本较高。指示剂置换(IDA)方法受体合成简单、灵敏度高、成本低廉而受到广泛关注，但在针对众多的核苷酸传感方面的研究较少，因此，仍需要开发性能优异的荧光传感器来检测水介质中的核苷酸阴离子。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足与难题，本专利技术的目的在于提供一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体及其制备方法和应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：r/>[0006]本专利技术提供了一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体，具有式1所示结构：
[0007][0008]本专利技术还提供了上述基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将1，1
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二茂铁甲酸和3
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氨基吡啶与有机溶剂、脱水剂、催化剂Ⅰ混合，进行酰胺化反应，得到具有式a所示结构的化合物；
[0010][0011]将所述具有式a所示结构的化合物与溴代十六烷，极性有机溶剂、催化剂Ⅱ混合，进行成盐反应，得到识别核苷酸阴离子的二茂铁受体。
[0012]优选的，所述1，1
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二茂铁甲酸和3
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氨基吡啶的摩尔比为1:2～3。
[0013]优选的，所述酰胺化反应的温度为20～35℃，时间为20～24h。
[0014]优选的，所述脱水剂为DCC，所述催化剂Ⅰ为DMAP。
[0015]优选的，所述具有式a所示结构的化合物与溴代十六烷的摩尔比为1:2～3。
[0016]优选的，所述成盐反应的催化剂Ⅱ为KI。
[0017]优选的，所述成盐反应的温度为82℃，时间为24～28h。
[0018]本专利技术还提供了一种识别核苷酸阴离子二茂铁受体组装纳米聚集体，是上述的二茂铁受体与荧光指示剂在水溶液中自组装成纳米聚集体，纳米聚集体不发光。
[0019]优选的，所述荧光指示剂包括荧光素钠(UD)、署红(EY)、溶剂绿7(HPTS)、玫瑰红和4,4',4”,4”'
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(卟啉
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5,10,15,20
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四基)四苯磺酸中的一种或几种。
[0020]本专利技术还提供了上述二茂铁受体在检测核苷酸阴离子中的应用，核苷酸包括ATP、GTP、CTP、UTP、ADP、AMP等。
[0021]本专利技术还提供了一种核苷酸阴离子的检测方法，以GTP检测为例(其他核苷酸阴离子的检测方法基本一致)，包括以下步骤：
[0022]首先用二茂铁受体对荧光指示剂进行荧光滴定，获得受体的饱和当量。
[0023]对待测样品与二茂铁受体/荧光指示剂的混合液进行紫外吸收光谱测试，获得待测样品在490nm处的紫外吸收强度，根据所述紫外吸收强度和预定的第一标准曲线获得待测样品中GTP的浓度；所述第一标准曲线为GTP、二茂铁受体/荧光指示剂的摩尔比与紫外吸收强度的线性关系曲线；
[0024]或者，在激发波长为490nm激光照射下，对待测样品与二茂铁受体/荧光指示剂的混合液进行荧光发射光谱测试，获得待测样品在516nm处的荧光强度，根据所述荧光强度和预定的第二标准曲线获得待测样品中GTP的浓度；所述第二标准曲线为GTP、二茂铁受体/荧光指示剂的摩尔比与荧光强度的线性关系曲线。
[0025]优选的，所述紫外吸收光谱测试和荧光发射光谱测试中，所述待测样品中GTP的线性检测范围独立为0～7.5μM。
[0026]与现有技术相比，本专利技术有益效果是：
[0027]本专利技术提供了一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体，具有式1所示结构。该二茂铁受体含有猝灭基团(二茂铁)和核苷酸阴离子识别基团氨氢和吡啶盐正离子。受体分子与荧光指示剂在水溶液中能自组装成纳米组装体(Fc2Py
‑
16C/UD)，同时猝灭指示剂的荧光。在该体系中加入核苷酸阴离子后，指示剂从组装体中释放出来荧光恢复，其中对GTP检测限最低，达到1.06nM。
[0028]本专利技术提供了上述基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体的制备方法，此法含有酰胺化反应和成盐反应两步反应，合成方法简单，原料成本低廉，且具有优
异的选择性，有广泛的应用价值。
附图说明
[0029]图1为二茂铁受体的合成路线；
[0030]图2为二茂铁受体的核磁氢谱；
[0031]图3为受体对UD的荧光滴定；
[0032]图4为受体/UD对GTP的紫外荧光滴定曲线；
[0033]图5为受体/UD对GTP的检测限；
[0034]图6为受体/UD对核苷酸阴离子的选择性。
具体实施方式
[0035]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0036]本专利技术提供了一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体，具有式1所示结构：
[0037][0038]本专利技术所述二茂铁受体的结构中含有吡啶盐、氨氢和疏水烷基链，其中吡啶盐能有效猝灭荧光指示剂(UD)的荧光，当加入核苷酸阴离子时，可以有效的置换出来指示剂，荧光恢复。在本专利技术中，核苷酸阴离子中的磷酸基团和二茂铁受体中的吡啶盐和氨氢之间的静电引力、氢键作用、Л
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Л作用比受体与指示剂之间的作用力更强，从而有效置换出荧光指示剂，发出强烈荧光，从而实现核苷酸阴离子的荧光响应。
[0039]本专利技术还提供了上述基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体的制备方法，包括以下步骤：
[0040]将1，1
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二茂铁甲酸和3
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氨基吡啶与有机溶剂、脱水剂、催化剂I混合，进行酰胺化反应，得到具有式a所示结构的化合物；
[0041][0042]将所述具有式a所示结构的化合物与溴代十六烷，极性有机溶剂、催化剂II混合，进行成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体，其特征在于，具有式1所示结构：2.权利要求1所述的基于荧光指示剂置换法核苷酸阴离子识别二茂铁受体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将1，1
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二茂铁甲酸和3
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氨基吡啶与有机溶剂、脱水剂、催化剂Ⅰ混合，进行酰胺化反应，得到具有式a所示结构的化合物；将所述具有式a所示结构的化合物与溴代十六烷，极性有机溶剂、催化剂Ⅱ混合，进行成盐反应，得到识别核苷酸阴离子的二茂铁受体。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述1，1
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二茂铁甲酸和3
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氨基吡啶的摩尔比为1:2～3.5；所述脱水剂为DCC，所述催化剂Ⅰ为DMAP；所述酰胺化反应的温度为20～40℃，时间为20～30h。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述具有式a所示结构的化合物与溴代十六烷的摩尔比为1:2～3。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述成盐反应的催化剂Ⅱ为KI，所述成盐反应的温度为80～90℃，时间为24～30h。6.一种识别核苷酸阴离子二茂铁受体组装纳米聚集体，其特征在于，所述纳米聚集体是权利要求1所述的二茂铁受体与荧光指示剂在水溶液中自组装成纳米聚集体。7.根据权利要求6所述的识别核苷酸阴离子二茂铁受体组装纳米聚集体，其特征在于，所述荧光指...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹迁永，秦佳美，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：