本发明专利技术涉及基于酰肼基团的喹啉类化合物作为铜离子比率荧光探针。具体地，本发明专利技术的探针可用于测量、检测或筛选铜离子；可以实现对铜离子的高灵敏分析；具有良好的选择性和抗干扰能力；可以实现对铜离子的比率检测；可以实现生理水平条件下对铜离子的检测，也可以应用于生物细胞成像。于生物细胞成像。于生物细胞成像。
【技术实现步骤摘要】
一种高选择性铜离子比率荧光探针、制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及基于酰肼基团的喹啉类化合物作为铜离子比率荧光探针，该探针能够迅速、灵敏、高选择性的识别铜离子，也可用于定量检测样品中铜离子的浓度。
技术介绍
[0002]铜元素广泛存在于大气、土壤以及水体环境中，同时是人体生命活动不可或缺的微量元素。铜离子是人体内第三丰富的过渡金属离子，它作为一种催化辅助因子对多种金属酶起着关键作用。铜离子污染不仅会影响生态环境中动、植物和微生物的生长和土壤酶的活性，而且铜会以各种形式在体内富集，最终对人体生命健康造成不良影响。如果人体内的铜离子过量积累或其动态失调，可能会导致人类遗传性疾病、神经退行性疾病、新陈代谢紊乱等恶性疾病。
[0003]现如今已经报道的检测铜离子的方法包括分光光度比色法、高效液相色谱法、化学发光分析法、荧光探针分析法等，荧光探针因其合成简单、选择性好、高时空分辨率等独特的优势而成为研究焦点。目前已报道的铜离子荧光探针分析方法仍存在一定的缺陷，如灵敏度低、选择性差、水溶性差、合成复杂等，环境中其它过渡金属离子和铜离子性质相似，会对铜离子的检测构成潜在干扰，因此，开发高选择性高灵敏铜离子荧光探针是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是在于提供一种制备简单的快速高选择性铜离子比率荧光探针，以及它们的制备方法和用途，具有合成简单、灵敏度高、选择性好且能快速响应铜离子等特点。
[0005]具体而言，一种用于测量、检测或筛选铜离子的比率荧光探针，其特征在于：化学结构式如式(Ⅰ)所示：
[0006][0007]其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、磺酸基、酯基和羧基组成的组；且其中的R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8可以相同或不同。
[0008]在本专利技术的一些具体实施方案中，本专利技术的荧光探针是R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8均为氢原子的式(Ⅱ)化合物，其结构式如下：
[0009][0010]本专利技术还提供了式(Ⅰ)荧光探针的制备方法，包括如下步骤：
[0011]以式(Ⅲ)化合物、三光气和水合肼为原料，按照如下反应路线进行反应制备：
[0012][0013]其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、磺酸基、酯基和羧基组成的组；且其中的R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8可以相同或不同。
[0014]在本专利技术的一些具体实施方案中，式(Ⅰ)荧光探针制备方法如下：将一定摩尔比的式(Ⅲ)化合物与N,N
‑
二异丙基乙胺溶于甲苯中，向混合溶液中逐滴滴加含有三光气的甲苯溶液，加热回流T1小时，冷却后然后加入水合肼，室温搅拌T2小时。反应结束后，将产物溶液进行抽滤得到粗产品。如果要得到较纯的产品，可以将固体用二氯甲烷和无水甲醇的混合体系过液相色谱柱得到纯净的式(Ⅰ)化合物。
[0015]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述式(Ⅲ)化合物和光气的摩尔比为1:2
‑
1:6，式(Ⅲ)化合物和式(Ⅳ)化合物摩尔比为为1:20
‑
1：60，T1＝1
‑
3,T2＝1
‑
24。
[0016]本专利技术还提供了一种用于测量、检测或筛选铜离子的比率荧光探针组合物，其包含式(Ⅰ)或(Ⅱ)荧光探针。
[0017]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述荧光探针组合物进一步包含溶剂、酸、碱、缓冲溶液或其组合。
[0018]本专利技术还提供了一种用于检测样品中铜离子的存在或测定样品中的铜离子含量的方法，其包括：
[0019]a)使权利要求1
‑
2中任一项的荧光探针与样品接触以形成荧光化合物；
[0020]b)测定所述荧光化合物的荧光性质。
[0021]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述样品是水样品、化学样品或生物样品。
[0022]本专利技术还提供了本专利技术还提供了式(Ⅰ)或(Ⅱ)荧光探针在检测样品中铜离子的存在或测定样品中的铜离子含量中的应用。
[0023]本专利技术还提供了本专利技术还提供了式(Ⅰ)或(Ⅱ)荧光探针在细胞荧光成像中的应用。。
[0024]本专利技术还提供了本专利技术还提供了一种用于测量、检测或筛选铜离子的试剂盒或测试纸，所述试剂盒或测试纸含式(Ⅰ)或(Ⅱ)荧光探针。
[0025]本专利技术相对于现有技术具有如下的显著优点及效果：
[0026](1)选择性高，抗干扰能力强
[0027]本专利技术的铜离子比率荧光探针分别与铝离子(Al
3+
)、三价铁离子(Fe
3+
)、三价铬离子(Cr
3+
)、亚铁离子(Fe
2+
)、镁离子(Mg
2+
)、锰离子(Mn
2+
)、锌离子(Zn
2+
)、铅离子(Pb
2+
)、汞离子(Hg
2+
)、钙离子(Ca
2+
)、银离子(Ag
+
)、镍离子(Ni
2+
)、钠离子(Na
+
)、氯离子(Cl
‑
)、碘离子(I
‑
)、亚硝酸根(NO2‑
)、碳酸根(CO
32
‑
)、硫酸根(SO
42
‑
)、次氯酸根(ClO
‑
)、过氧化氢(H2O2)、单线态氧(1O2)、过氧化叔丁醇自由基(TBHP)、甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)、丝氨酸(Ser)、亮氨酸(Leu)等进行作用均不能导致荧光光谱明显改变，从而实现对铜离子的选择性识别，进而可任选地用于排除上述物质的存在对铜离子的定量测定的干扰。
[0028](2)灵敏度高，响应迅速
[0029]本专利技术的荧光探针与铜离子反应非常灵敏，并且响应迅速，从而有利于对铜离子的检测。
[0030](3)可生理水平条件下应用
[0031]本专利技术的荧光探针可在生理水平条件下应用，可以适应不同的pH环境，可以应用于活细胞荧光成像。
[0032](4)比率型荧光探针
[0033]本专利技术荧光探针属于比率型荧光探针，能够有效减少背景信号干扰，实现更精准的定量检测。
[0034](5)合成简单
[0035]本专利技术的荧光探针合成简单，有利于商业化的推广应用。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于测量、检测或筛选铜离子的比率荧光探针，其特征在于：化学结构式如式(Ⅰ)所示：其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、磺酸基、酯基和羧基组成的组；且其中的R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8可以相同或不同。2.如权利要求1所述的荧光探针，其特征在于：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8均为氢原子。3.一种制备权利要求1或2所述荧光探针的方法，其特征在于，包括如下步骤：以式(Ⅲ)化合物、三光气和水合肼为原料，按照如下反应路线进行反应制备：其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、磺酸基、酯基和羧基组成的组；且其中的R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8可以相同或不同。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将一定摩尔比的式(Ⅲ)化合物与N,N
‑
二异丙基乙胺溶于甲苯中，向混合溶液中逐滴滴加含有三光气的甲苯溶液，加...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱宝存，刘孟媛，祝汉闯，王坤，李新轲，张晓慧，马理学，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：
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