一种高选择性灵敏检测一氧化碳的荧光探针、制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种高选择性的一氧化碳荧光探针，以此提供一种有效简便的检测一氧化碳的方法。具体地，本发明专利技术的探针为一种罗丹明类化合物，其可作为一氧化碳荧光探针用于对一氧化碳的检测。这类探针可实现如下的技术效果中的至少一个：高选择性地识别一氧化碳；具有较强的抗干扰能力；可以实现对一氧化碳的灵敏性检测；能够准确的对一氧化碳进行定量分析；性质稳定；能够长期保存使用；还可用于生物体和细胞中一氧化碳的检测。胞中一氧化碳的检测。胞中一氧化碳的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种高选择性灵敏检测一氧化碳的荧光探针、制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及罗丹明类化合物作为一氧化碳荧光探针，能够对一氧化碳快速响应特异性识别，或者其可测定样品中一氧化碳在的浓度，并同时可用于细内一氧化碳的检测；本专利技术还提供了制备所述荧光探针的方法。

技术介绍

[0002]在环境中，一氧化碳(CO)是由于煤、石油、汽车尾气等含碳物质不完全燃烧产生的，是一种无色、无臭、无刺激性的有毒气体。其几乎不溶于水，而且在空气中不易与其他物质产生化学反应，故可在空气中停留2～3年之久。因其具有较强的毒性，所以被称之为沉默的杀手。长期暴露于一氧化碳的环境中可能对中枢神经系统产生显著的影响，从而导致抑郁和记忆缺失。而当环境中CO处于低浓度时也会引起头痛和眩晕的症状。同时，CO是可以在人体内产生，是生物体内重要的信号分子，在许多生理和病理过程中扮演着重要的角色。内源性异常的CO代谢会导致许多疾病的发生，比如老年痴呆症、高血压、炎症、心力衰竭等等。发展能够有效检测特别是能够在生理水平条件下检测一氧化碳的分析方法是极其重要和有意义的。
[0003]近年来，已报到道的检测一氧化碳的方法有分光光度比色法、高效液相色谱法、化学发光分析法、荧光探针分析法等，其中荧光探针因其高选择、超灵敏、合成简单等独特的优势而成为研究者关注的焦点。目前已报道的荧光探针分析方法仍存在一定的缺陷，例如灵敏度低、选择性差、合成复杂等，生命体内的其他化合物的存在可能会对一氧化碳的检测构成潜在干扰，并且生理环境中的一氧化碳的含量较低。因此，发展高选择性高灵敏度的荧光探针成为急需研究的课题。

技术实现思路

[0004]本领域急需制备一种合成简单的高选择超灵敏的一氧化碳荧光探针，从而能够有效检测一氧化碳。为此，本专利技术合成了一类新颖的一氧化碳荧光探针，其合成简单、选择性好、灵敏度高、响应迅速、能够特异性识别一氧化碳。具体而言，本专利技术提供了一种一氧化碳荧光探针，其为罗丹明类化合物式(Ⅰ)，其结构如下：
[0005][0006]其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、磺酸基、酯基和羟基组成的组；且其中R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
可以相同或不同。
[0007]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，R8，R9和R
10
均为氢原子的式(Ⅱ)化合物，其结构式如下：
[0008][0009]本专利技术还提供了式(Ⅱ)化合物的制备方法，具体制备步骤如下：
[0010]第一步：2,6
‑
二羟基萘和4
‑
二乙氨基酮酸加入到三氟乙酸中，加热回流反应，反应结束后，得产物。
[0011]第二步：将第一步反应产物与氯丙烯加入到乙腈中，然后回流反应，反应结束后，减压条件下旋蒸干溶剂，得到粗产品，将粗产品用二氯甲烷和甲醇的混合体系进行柱色谱分离，得到纯净的荧光探针化合物。
[0012]在本专利技术的一些具体实施方案中，第一步反应温度是90℃，反应时间6小时，2,6
‑
二羟基萘和4
‑
二乙氨基酮酸的摩尔比为1:1。
[0013]在本专利技术的一些具体实施方案中，第二步反应温度为85℃，反应时间是8h，第一步反应产物与氯丙烯的摩尔比是1:2至1:4.
[0014]在本专利技术的一些具体实施方案中，第二步反应中第一步反应产物与氯丙烯的摩尔比是1:3。
[0015]本专利技术还提供了一种用于测量、检测或筛选一氧化碳的荧光探针组合物，其包含式(Ⅰ)或式(Ⅱ)荧光探针。
[0016]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。
[0017]本专利技术还提供了一种用于检测样品中一氧化碳的存在或测定样品中的一氧化碳含量的方法，其包括：
[0018]a)使式(Ⅰ)或式(Ⅱ)荧光探针与样品接触以形成荧光化合物；
[0019]b)测定所述荧光化合物的荧光性质。
[0020]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。
[0021]本专利技术还提供了式(Ⅰ)或式(Ⅱ)荧光探针的应用，所述荧光探针制备应用于检测生物体内一氧化碳的存在或测定生物体内一氧化碳含量的试剂。
[0022]本专利技术还提供了式(Ⅰ)或式(Ⅱ)荧光探针在细胞荧光成像的应用。
[0023]本专利技术还提供了用于检测样本中一氧化碳浓度的试剂盒，其包含式(Ⅰ)或式(Ⅱ)荧光探针。
[0024]本专利技术相对于现有技术具有如下的显著优点及效果：
[0025](1)响应时间短，灵敏度高
[0026]本专利技术的荧光探针与一氧化碳反应灵敏，检出限低至37nM，反应快速，20分钟荧光强度值达到最大并保持不变，从而可以实现对一氧化碳的快速检测，尤其是可用于生物体内一氧化碳的检测。
[0027](2)选择性高，抗干扰能力强
[0028]本专利技术的荧光探针可选择性的与一氧化碳特异性反应，生成荧光变化的产物，相较于常见的其他金属离子和生物体内的其他常见氨基酸等成分，本专利技术荧光探针显示出了较高的选择性，并且抗干扰能力强。
[0029](4)可生理水平条件下应用
[0030]本专利技术的荧光探针，可以检测、筛选或测量生物体内的一氧化碳，也可以应用于活细胞荧光成像。
[0031](5)稳定性好
[0032]本专利技术的一氧化碳荧光探针的稳定性好，进而能够长期保存使用。
[0033](6)合成简单
[0034]本专利技术的一氧化碳荧光探针合成简单，有利于商业化的推广应用。
附图说明
[0035]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。
[0036]图1是探针(5μM)加入一氧化碳(0
‑
70μM)前后的荧光光谱；
[0037]图2是探针(5μM)在630nm处的荧光强度和一氧化碳(0
‑
0.1μM)的线性关系图；
[0038]图3是探针(5μM)对一氧化碳(70μM)在630nm处的时间动力学谱；
[0039]图4是一氧化碳(70μM)与其他不同离子分析物对探针(5μM)的荧光强度的影响；
[0040]图5是在不同离子分析物存在下探针(5μM)对一氧化碳(70μM)识别后的荧光强度；
[0041]图6是探针(5μM)在HeLa细胞中对一氧化碳的荧光显微成像(如a部分所示)以及相对荧光强度数据(如b所示)。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量、检测或筛选一氧化碳的荧光探针，其特征在于：化学结构式如式(Ⅰ)所示：其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
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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，R8，R9和R
10
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，R8，R9和R
10
均为氢原子。3.一种制备权利要求2所述荧光探针的方法，其特征在于，包括如下步骤：2,6
‑
二羟基萘和4
‑
二乙氨基酮酸加入到三氟乙酸中，加热回流反应，反应结束后，得产物，将产物与氯丙烯加入到乙腈中，然后回流反应，反应结束后，减压条件下旋蒸干溶剂，得到粗产品，将粗产品用二氯甲烷和甲醇的混合体系进行柱色谱分离，得到纯...

【专利技术属性】
技术研发人员：方一堃，曲乐扬，谢珂珂，李明珠，孙伟敏，荣晓迪，柳彩云，白健，朱宝存，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：