一种基于咪唑并吡啶的pH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基于咪唑并吡啶的pH荧光探针及其制备方法和应用。先将7

【技术实现步骤摘要】
一种基于咪唑并吡啶的pH荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，具体涉及一种基于咪唑并吡啶的pH荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]酸相关性疾病(ARDs)是一类与胃酸作用密切相关的上消化道疾病，主要包括胃食管反流，消化性溃疡(胃溃疡和十二指肠溃疡)，功能性消化不良，慢性胃炎，急慢性胃黏膜损伤，胃泌素瘤等。随着生活节奏的加快以及饮食结构的调整，ARDs的发病率在世界范围内呈现逐年上升趋势，我国ARDs的发病率在消化系统疾病中排首位，严重影响了人们的生活质量，给家庭和社会均带来较大的经济压力和护理负担。
[0003]胃酸过度分泌是导致ARDs的关键因素之一，临床上治疗ARDs主要使用抗酸药物抑制胃酸分泌，因此准确监测胃酸pH对ARDs的治疗显得至关重要：为鉴别诊断ARDs提供客观依据；评估抗酸药物的疗效，协助临床对症治疗ARDs，合理用药并用于药物筛选；探索ARDs的发病机制。目前，监测胃酸的方法主要有电极24小时胃pH监测法、无线遥测胶囊法和胃管法等，这些传统的胃酸监测方法常带有侵入性，价格昂贵，患者依从性差，尤其对婴幼儿、孕妇和老年人患者不友好。因此，发展无创的实时监测胃酸分泌的新方法是一个亟待解决的问题。基于小分子荧光探针定量准确的特点，应用小分子荧光探针反映pH的细小变化具有天然的优势。用于监测中性(pH 6
‑
8)和弱酸性(pH 4
‑
6)环境的pH荧光探针，已成功用于细胞/组织/活体的生物成像，为生理和病理过程以及一些严重疾病的早期诊断提供重要信息。但是，目前适用于更酸环境(pH<4)的pH荧光探针研究相对较少，尚不能满足ARDs的检测的需求。因此，有必要开发新型的适用于更酸环境(pH<4)的小分子pH荧光探针。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种基于咪唑并吡啶的pH荧光探针；目的之二是提供该探针的制备方法；目的之三是提供该探针的用途，即在制备用于细胞内溶酶体定位试剂中的应用和在制备用于生物体内pH变化的监测试剂中的应用。
[0005]本专利技术提供的一种基于咪唑并吡啶的pH荧光探针(SPO)，其结构式为：
[0006][0007]本专利技术提供的一种基于咪唑并吡啶的pH荧光探针，其合成路线为：
[0008][0009]本专利技术提供的一种基于咪唑并吡啶的pH荧光探针的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)将7
‑
(氯甲基)
‑2‑
(4
‑
甲氧基苯基)咪唑并[1,2
‑
a]吡啶和亚磷酸三乙酯，按摩尔比1:1.5
‑
4混合后，在N2保护下在140℃反应12小时，减压蒸馏除去多余亚磷酸三乙酯后，制得产物粗品PIM(即((2
‑
(4
‑
甲氧基苯基)咪唑并[1,2
‑
a]吡啶
‑7‑
基)甲基)膦酸二乙酯)；
[0011](2)将5
‑
(4
‑
(二甲氨基)苯基)噻吩
‑2‑
甲醛，步骤(1)所制得的PIM，和叔丁醇钾按摩尔比1
‑
3:1:2
‑
4溶于四氢呋喃中，在室温下反应12小时，过滤后将得到的固体溶于水后用CH2Cl2萃取，减压蒸馏，制得SPO产物粗品，SPO即(E)
‑4‑
(5
‑
(2
‑
(2
‑
(4
‑
甲氧基苯基)咪唑并[1,2
‑
a]吡啶
‑7‑
基)乙烯基)噻吩
‑2‑
基)
‑
N,N
‑
二甲基苯胺；
[0012](3)步骤(2)所得的SPO产物粗品经硅胶柱分离纯化，用含有10％甲醇的CH2Cl2洗脱剂洗脱得到纯品SPO，即得本专利技术的基于咪唑并吡啶的pH荧光探针。
[0013]本专利技术中，步骤(1)中所述的7
‑
(氯甲基)
‑2‑
(4
‑
甲氧基苯基)咪唑并[1,2
‑
a]吡啶和亚磷酸三乙酯的摩尔比优选为1:2。
[0014]本专利技术中，步骤(2)中所述的5
‑
(4
‑
(二甲氨基)苯基)噻吩
‑2‑
甲醛，PIM，和叔丁醇钾的摩尔比优选为1:1:2.5。
[0015]本专利技术提供的基于咪唑并吡啶的pH荧光探针在制备用于细胞内溶酶体定位试剂中的应用。
[0016]本专利技术提供的基于咪唑并吡啶的pH荧光探针在制备用于生物体内pH变化的监测试剂中的应用。
[0017]与现有的pH荧光探针相比，本专利技术合成的探针SPO具有以下优点：(1)探针SPO的pKa为3.0，pH线性响应范围为2.0
‑
4.0，探针适用于更酸环境(pH<4)，能够无创地实时监测生物体胃酸pH波动。(2)探针SPO的最大荧光发射位于690nm附近，属于近红外区，能够有效减小对细胞的光损伤和降低生物样品自发荧光的干扰。(3)探针SPO具有极大的Stokes位移(237nm)，能够有效降低来自激发光的干扰。(4)探针SPO具备比率性质，而且两个发射峰波长显著移动110nm,不易受环境等因素干扰，提高在复杂生物体系中测量pH值的准确性。(5)高的荧光量子产率(以硫酸奎宁为基准物测得本专利技术探针的荧光量子产率为0.68)，可有效的克服细胞自发荧光的干扰。(6)探针SPO对pH响应具有很高的灵敏度和选择性，不受常见阳离子、阴离子和生物体内中一些常见氨基酸等物质的干扰。可以制备用于生物体内pH变化的监测试剂中。(7)该探针具有优异的溶酶体靶向定位能力。可以制备用于细胞内溶酶体定位试剂中。(8)本探针的合成方法工艺简单、成本低廉，合成步骤简单，成本低，具有潜在的商品化应用价值。
附图说明
[0018]图1.本专利技术实施例4中探针SPO随pH值变化的紫外
‑
可见吸收光谱。
[0019]图2.本专利技术实施例5中探针SPO随pH值变化的荧光发射光谱。
[0020]图3.本专利技术实施例5中探针SPO的F
690 nm
/F
580 nm
随pH值变化的Boltzmann函数关系图，pK
a
值为3.0。
[0021]图4.本专利技术实施例5中探针SPO的F
690 nm
/F
580 nm
随pH值变化的一次函数关系，线性范围为pH 2.0
‑
4.0。
[0022]图5.本专利技术实施例6中探针SPO在常见阳离子、阴离子和生物体内一些常见氨基酸等物质存在下，对H
+
的选择性。
[0023]图6.本专利技术实施例7中探针SPO在人肝癌细胞(HepG本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于咪唑并吡啶的pH荧光探针，其特征在于结构式如下：2.一种制备权利要求1所述的基于咪唑并吡啶的pH荧光探针的方法，其特征在于，合成路线如下：3.根据权利要求2所述的基于咪唑并吡啶的pH荧光探针的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)将7
‑
(氯甲基)
‑2‑
(4
‑
甲氧基苯基)咪唑并[1,2
‑
a]吡啶和亚磷酸三乙酯，按摩尔比1:1.5
‑
4混合后，在N2保护下在140℃反应12小时，减压蒸馏，制得产物PIM；(2)将5
‑
(4
‑
(二甲氨基)苯基)噻吩
‑2‑
甲醛，步骤(1)所制得的PIM，和叔丁醇钾按摩尔比1
‑
3:1:2
‑
4溶于四氢呋喃中，在室温下反应12小时，过滤后将得到的固体溶于水后用CH2Cl2萃取，减压蒸馏，制得S...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彤鑫，陆秀宏，黄钢，
申请(专利权)人：上海健康医学院，
类型：发明
国别省市：