一种高选择性的次溴酸荧光探针、制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种高选择性识别次溴酸荧光探针。具体地，本发明专利技术的探针可用于测量、检测或筛选次溴酸，可以实现对次溴酸的选择性识别，可以实现对次溴酸的快速高灵敏分析，也可以实现真实水样的次溴酸的检测，同时具有合成简单、性质稳定，有利于商业化应用的优势。有利于商业化应用的优势。有利于商业化应用的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种高选择性的次溴酸荧光探针、制备方法与应用


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，具体涉及一种基于苯并噻唑啉基团的芘类化合物的荧光探针及其在测量、筛选或检测次溴酸中的应用；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]在沿海地区咸潮入侵会导致水源地中溴离子浓度增高，溴离子在自来水氯化消毒过程中会被氧化为次溴酸，而产生的次溴酸会和天然有机物（NOM）反应生成溴代消毒副产物（Br
‑
DBPs），溴代消毒副产物会危害水生生物和人类健康。因此检测水环境中次溴酸的浓度对于控制溴代消毒副产物的生成和转化具有重要作用。并且次溴酸作为人体内一种活性氧（ROS）在调解生理和病理过程中起着关键作用。它在人体内是一种高效氧化剂和抗菌剂，是在嗜酸性过氧化物酶（EPO）催化溴离子和过氧化氢过氧化反应的产物，但是次溴酸过高会引发多种生物分子严重的不可逆损伤，是炎症和癌症等病的重要诱因。因此，原位检测生命系统中的次溴酸对于理解由次溴酸介导的生理和病理过程具有关键作用。
[0003]荧光探针分析方法作为一种经典的无创检测方法，以其高选择性、良好的灵敏度、实时监测和高时空分辨率被广泛应用于生命系统中生物分子的检测。迄今为止，用于检测次溴酸的荧光探针的构建相对有限，由于次溴酸和次氯酸物理化学性质非常相似且在生理条件下前者浓度比后者浓度低的多。因此，发展合成简单高选择性的探针用于水环境和生物体中次溴酸的检测成为急需研究的课题。

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类高灵敏高选择性次溴酸荧光探针，以及它们的制备方法和用途，具有合成简单、灵敏度高、高选择性以及响应迅速的特点，不仅能用于水环境中的次溴酸的测量、筛选或检测，还可以对细胞进行荧光成像。
[0005]具体而言，本专利技术提供了一种用于测量、检测或筛选次溴酸的荧光探针，具有式（I）所示的结构：
[0006]式（I）中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R
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，R
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，R
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和R
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为自由氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R
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，R
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，R
12
和R
13
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，R
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，R
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，R
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和R
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均为氢原子的式（Ⅱ）化合物，其结构式如下：
[0008]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：使式（III）化合物与式（Ⅳ）化合物反应制备得式（I）荧光探针，其反应式如下：
[0009]式（Ⅰ）、（Ⅲ）和（Ⅳ）中：其中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R
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，R
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，R
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和R
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为自由氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R
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，R
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，R
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和R
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可以相同或不同。
[0010]在本专利技术的一些具体实施方案中，将式（Ⅳ）化合物溶无水乙醇中，再加入一定摩尔比的式（Ⅲ）化合物，常温搅拌反应，待反应完毕后，真空抽滤得到粗产品，柱色谱分离提纯，得到纯品。
[0011]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述式（Ⅳ）化合物与式（III）化合物的摩尔比为1:1
‑
1:2。
[0012]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述常温反应时间为3
‑
6小时。
[0013]在本专利技术的一些具体实施方案中，将摩尔比为1:2的1
‑
芘甲醛和2
‑
氨基苯硫酚溶于乙醇中，常温搅拌6h，待反应完毕后，待反应完毕后，真空抽滤得到粗产品，柱色谱分离提纯，得到纯品式（Ⅱ）荧光探针。
[0014]本专利技术还提供了用于测量、筛选或检测次溴酸的荧光探针组合物，其包含本专利技术
的所述式（I）荧光探针。
[0015]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述式（I）荧光探针具有以下结构：
[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式（I）荧光探针在制备测量、筛选或检测次溴酸试剂中的应用。
[0018]本专利技术还提供了检测样品中次溴酸的存在或测定样品中的次溴酸含量的方法，其包括：a)使式（I）或式（Ⅱ）荧光探针与样品接触以形成荧光化合物；b）测定所述荧光化合物的荧光性质。
[0019]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述样品是化学样品。
[0020]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述样品是生物样品。
[0021]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述样品是水环境样品。
[0022]本专利技术还提供了检测样品中次溴酸的存在或测定样品中的次溴酸含量的试剂盒，其包含所述式（I）或式（II）荧光探针。
[0023]本专利技术还提供了（I）或式（II）荧光探针在细胞荧光成像中的应用。
[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：1、选择性高、抗干扰能力强。本专利技术的次溴酸荧光探针分别与钾离子、钙离子、钠离子、镁离子、锌离子、亚铁离子、铁离子、铜离子、铝离子、锡离子、硝酸根离子、氯离子、碳酸根离子、硫酸根离子、硫离子、半胱氨酸、谷胱甘肽、过氧化叔丁醇、羟基自由基、过氧化氢、超氧阴离子、一氧化氮、单线态氧、过氧化亚硝酸盐、次氯酸、过氧化叔丁醇自由基、溴离子和次溴酸反应，从而实现对次溴酸的选择性识别。本专利技术的荧光探针显示除了较高的选择性，并且抗干扰能力强。
[0025]2、本专利技术的次溴酸荧光探针与次溴酸反应灵敏，并且响应迅速，从而有利于对次溴酸的检测。
[0026]3、本专利技术的次溴酸荧光探针细胞毒性低，有利于在生理水平条件下应用。
[0027]4、本专利技术的次溴酸荧光探针稳定性好，进而能够长期保存使用。
[0028]5、本专利技术的次溴酸荧光探针合成简单，有利于商业化的推广应用。
附图说明
[0029]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。
[0030]图1是探针(5 μM) 加入次溴酸(0
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M)前后荧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量、检测或筛选次溴酸的荧光探针，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，R
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，R
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，R
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和R
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为自由氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R
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，R
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，R
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和R
13
可以相同或不同。2.如权利要求1所述荧光探针，其特征在于，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R
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，R
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，R
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和R
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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：使式(III)化合物与式(Ⅳ)化合物反应制备得式(I)荧光探针，其反应式如下：其中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R
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，R
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，R
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱宝存，张晓慧，柳彩云，刘孟媛，李新轲，马理学，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：