一类罗丹明荧光淬灭剂及其合成和应用制造技术

本发明专利技术提供一类罗丹明荧光淬灭剂及其合成和应用，该类荧光淬灭剂通过增强分子内电荷转移(TICT)进一步增加了罗丹明的配体与母体间C

【技术实现步骤摘要】
一类罗丹明荧光淬灭剂及其合成和应用


[0001]本专利技术属于荧光成像与标记领域，具体涉及一类罗丹明荧光淬灭剂及其合成和应用。

技术介绍

[0002]为了实现荧光探针在识别底物前后有较好的信噪比，进一步降低荧光背景，荧光淬灭剂被广泛应用于探针的设计中，以达到对底物的精准识别。在探针未识别目标物之前，由于淬灭剂与荧光团之间的荧光共振能量转移，导致荧光团本该以辐射跃迁的形式释放的能量被淬灭剂吸收，使探针处于荧光暗态；在探针识别目标物后，荧光淬灭剂离去，探针处于荧光态，利用荧光的开启反映目标物的信息。因此，淬灭剂性能，包括量子产率、淬灭范围、吸收强度等，在此类探针设计中占据重要位置。
[0003]目前，常用的荧光淬灭剂主要有偶氮、BHQ系列、ATTO系列、MPQ系列、QSY系列等。然而，这些淬灭剂的吸收波长较窄，淬灭能力有限，并且无法淬灭近红外区的荧光。此外，QC
‑
1淬灭剂虽然在近红外区有淬灭能力，但由于其母体为菁染料，稳定性差，难以进行长时间的有效荧光淬灭。因此，荧光淬灭剂仍然面临淬灭范围窄、稳定性差、缺少全光谱淬灭能力等诸多问题。开发优异的荧光淬灭剂也必将对于探针设计、活体检测等领域具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一类稳定性强、生物相容性好、淬灭范围广泛的罗丹明荧光淬灭剂，该类荧光淬灭剂的量子产率小于0.01，能够有效淬灭吸收波长范围内的荧光。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一类罗丹明荧光淬灭剂的合成方法，该方法产率高、通用性好。
[0006]本专利技术提供一类罗丹明荧光淬灭剂，通过增强罗丹明母体与配体C
‑
N键的TICT效应，使罗丹明染料荧光淬灭，并且具有宽吸收光谱和宽淬灭范围的优势，对微环境不敏感，稳定性好，易于衍生连接至荧光团。
[0007]一类罗丹明荧光淬灭剂，该系列荧光淬灭剂具有如下结构：
[0008][0009]为中的一种。
[0010]一类稳定性强、生物相容性好、淬灭范围广泛的罗丹明荧光淬灭剂的合成方法，此系列荧光淬灭剂的合成路线如下：
[0011][0012]具体合成步骤如下：
[0013](1)中间体荧光素二氟甲磺酸酯的合成：
[0014]将荧光素溶于二氯甲烷，冰浴搅拌下滴加吡啶和三氟甲磺酸酐；室温搅拌1
‑
4h，加入去离子水；用二氯甲烷萃取，收集有机相，无水硫酸钠干燥有机相；有机相减压除去溶剂，硅胶柱分离，以体积比为1～100:1的二氯甲烷和甲醇为洗脱剂，除去溶剂，得白色固体荧光素二氟甲磺酸酯。
[0015](2)罗丹明荧光淬灭剂的合成
[0016]将芳香胺类化合物、三(二亚苄基丙酮)二钯、2
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二环己基膦
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2',4',6'
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三异丙基联苯、碳酸铯、荧光素二氟甲磺酸酯溶于干燥的二氧六环；在氮气保护下将反应液加热至60
‑
120℃，搅拌12
‑
24h；减压除去溶剂，硅胶柱分离，以体积比为1～200:1的二氯甲烷和甲醇为洗脱剂，除去溶剂，得罗丹明荧光淬灭剂；
[0017]所述芳香胺类化合物为1,2,3,4
‑
四氢喹啉、2,3,4,5
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四氢
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1H
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苯并[b]氮杂卓、1
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甲基
‑
1,2,3,4
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四氢喹喔啉。
[0018]步骤(1)中，荧光素、三氟甲磺酸酐、吡啶的质量比为1:1
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5:1
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5；荧光素的质量与二氯甲烷的体积比为1:10
‑
50g/mL。
[0019]步骤(2)中，荧光素二氟甲磺酸酯、芳香胺类化合物、三(二亚苄基丙酮)二钯、2
‑
二环己基膦
‑
2',4',6'
‑
三异丙基联苯、碳酸铯质量比为1:0.5
‑
3:0.1
‑
1:0.1
‑
1:0.5
‑
2；荧光素二氟甲磺酸酯的质量与二氧六环的体积比为1:50
‑
200g/mL。
[0020]一类罗丹明荧光淬灭剂在荧光团淬灭领域的应用。
[0021]上述一类罗丹明荧光淬灭剂能够在可见光区至近红外区有效淬灭荧光，淬灭范围广、对微环境不敏感，稳定性强，易于衍生连接荧光团，在荧光探针成像和标记领域有较大的应用潜力。本专利技术具有以下特点：
[0022]本专利技术涉及的荧光淬灭剂拥有合成产率高、方法简单通用等优点。
[0023]本专利技术涉及增强罗丹明母体和配体间C
‑
N键的TICT，导致染料的荧光淬灭，在水中量子产率小于0.01，吸收光谱范围覆盖整个可见光区和近红外区。
[0024]本专利技术涉及的荧光淬灭剂对温度、粘度、极性等微环境不敏感，能够保证在生物体中淬灭剂的荧光淬灭能力。
[0025]本专利技术提供一类罗丹明荧光淬灭剂及其合成和应用，该类荧光淬灭剂通过增强分子内电荷转移(TICT)进一步增加了罗丹明的配体与母体间C
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N键扭转与激发态分子的非辐射跃迁，达到强荧光淬灭的效果，其结构如(1)所示，该类淬灭剂在水中的量子产率小于0.01，吸收波长在400nm
‑
1000nm，覆盖了可见光区和近红外光区，半峰宽在70nm
‑
150nm，是一类有效的荧光淬灭剂。在不同微环境下该类染料能够保持稳定的淬灭能力，对温度、极性
等均不敏感。
附图说明
[0026]图1实施例1制备的Rho
‑
6P的核磁谱图氢谱。
[0027]图2实施例2制备的Rho
‑
7P的核磁谱图氢谱。
[0028]图3实施例3制备的Rho
‑
n6P的核磁谱图氢谱。
[0029]图4实施例1制备的荧光淬灭剂Rho
‑
6P在不同溶剂中的归一化吸收光谱图，横坐标为波长，纵坐标为归一化强度，荧光染料的浓度为2μM。
[0030]图5实施例1制备的荧光淬灭剂Rho
‑
6P在不同溶剂中的荧光发射光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度，荧光染料的浓度为2μM。
[0031]图6实施例2制备的荧光淬灭剂Rho
‑
7P在不同溶剂中的归一化吸收光谱图，横坐标为波长，纵坐标为归一化强度，荧光染料的浓度为2μM。
[0032]图7实施例2制备的荧光淬灭剂Rho
‑
7P在不同溶剂中的荧光发射光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度，荧光染料的浓度为2μM。
[0033]图8实施例3制备的荧光淬灭剂Rho
‑
n6P在不同溶剂中的归一化吸收光谱图，横坐标为波长，纵坐标为归一化强度，荧光染料的浓度为2μM。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类罗丹明荧光淬灭剂，其特征在于该荧光染料结构如下：1.一类罗丹明荧光淬灭剂，其特征在于该荧光染料结构如下：为中的一种或二种以上。2.一种权利要求1所述的罗丹明荧光淬灭剂的合成方法，其特征在于，包含步骤如下：(1)中间体荧光素二氟甲磺酸酯的合成：将荧光素溶于二氯甲烷，冰浴搅拌下滴加吡啶和三氟甲磺酸酐；室温搅拌1
‑
4h，加入去离子水；用二氯甲烷萃取，收集有机相，无水硫酸钠干燥有机相；有机相减压除去溶剂，硅胶柱分离，以体积比为1～100:1的二氯甲烷和甲醇为洗脱剂，除去溶剂，得荧光素二氟甲磺酸酯；(2)罗丹明荧光淬灭剂的合成将芳香胺类化合物、三(二亚苄基丙酮)二钯、2
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二环己基膦
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2',4',6'
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三异丙基联苯、碳酸铯、荧光素二氟甲磺酸酯溶于干燥的二氧六环；在氮气保护下将反应液加热至60
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120℃，搅拌12
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24h；减压除去溶剂，硅胶柱分离，以体积比为1～200:1的二氯甲烷和甲醇为洗脱剂，除去溶剂，得罗丹明荧光淬灭剂；所述芳香胺类化合物为1,2,3,4
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四氢喹啉、2,3,4,5
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐兆超，房香凝，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：