基于共价有机框架的荧光成像探针、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种基于共价有机框架的荧光成像探针、制备方法及应用。通过本发明专利技术提供的制备方法成功制备得到了荧光成像探针，荧光成像探针的荧光强度与铁离子浓度的呈现良好的线性关系，能够用于铁离子的浓度检测，并且本发明专利技术提供的荧光成像探针具有优异的生物相容性，能够用于活体荧光成像。能够用于活体荧光成像。能够用于活体荧光成像。

【技术实现步骤摘要】
基于共价有机框架的荧光成像探针、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及荧光检测
，尤其涉及一种基于共价有机框架的荧光成像探针、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]铁离子(Fe
3+
)是一种过渡金属，参与了机体的多种生物过程，如氧气运输、三磷酸腺苷生成和微量元素代谢等，对人类健康至关重要。一方面，铁离子的缺乏与贫血、脑血栓、消化性溃疡和癌症等疾病有关。另一方面，过多的铁离子的摄入可导致铁中毒、糖尿病、肝硬化和神经退行性疾病。此外，在工业废水中，过量的铁离子可以造成水体颜色和味道的变化，产生严重的污染。因此，检测铁离子对生物健康和环境评估是至关重要的。
[0003]近年来，基于铁离子的定量检测及其机制的探究开发了电化学、离子色谱、阴离子交换液相色谱
‑
电感耦合等离子体质谱法等检测手段，然而由于仪器昂贵、操作繁琐，限制了其普遍应用。相较于上述方法，荧光法是一种高效、便捷、低廉的检测方式之一。它是指荧光探针与分析物特异结合前后探针分子的光物理性质发生明显变化，从而检测荧光信号的变化，实现对生物体或环境中不同分子或离子含量的检测。目前，越来越多的研究者开发荧光探针用于铁离子的检测。然而，这些荧光探针仍面临着一些难题，如稳定性差、特异性低、毒性高，无法实现铁离子的高灵敏、高特异性检测以及活体内的荧光成像。为了克服这些难题，亟需开发一种化学结构稳定、生物相容性高的新型荧光探针，构建简单、高灵敏和高特异性的铁离子分析平台，实现活体内荧光成像。
[0004]共价有机框架是一类高度结晶的多孔有机聚合物，由共价键连接的轻质元素构成。由于具有高比表面积、良好的稳定性、多变拓扑结构和易功能化修饰等优势，共价有机框架在包括气体储存、分子吸附/分离、药物运输和传感等应用方面显示出巨大潜力。此外，共价有机框架内部的π堆积层促进了电子转移，并且基于固有的孔隙结构，为合适的分析物提供了足够的纳米空间。基于这些优点，多种共价有机框架荧光探针已被开发用于检测铁离子。但目前报道的共价有机框架荧光探针存在量子产率低、生物相容性差且铁离子选择性有待改善等问题，无法运用于活体内铁离子水平的动态监测。
[0005]因此，急需提供一种基于共价有机框架的荧光成像探针、制备方法及应用以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的是提供一种基于共价有机框架的荧光成像探针、制备方法及应用，以解决相关技术中共价有机框架荧光探针存在量子产率低、生物相容性差且铁离子选择性有待改善的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于共价有机框架的荧光成像探针，所述荧光成像探针的结构式如下：
[0008][0009]其中，Me表示甲基，n表示聚合度，所述荧光成像探针包括共价有机框架以及聚乙烯二氧噻吩。
[0010]优选的，所述聚合度的范围为1000
‑
4000。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012](1)本专利技术提供的荧光成像探针中，由于聚乙烯二氧噻吩中噻吩单元富含电子，因此赋予共价有机框架高电子密度环境，且噻吩上S原子的孤对电子可以在高度富电子的共轭体系中扩散，从而实现有效的电子转移。而铁离子能够提供未被占据的d轨道，是理想的电子受体。因此，当荧光成像探针与铁离子混合时，能够通过噻吩位点上S原子的孤对电子和铁离子之间发生反应，导致荧光猝灭，实现对铁离子检测的特异性和高灵敏性。
[0013](2)本专利技术提供的荧光成像探针相比于相关技术中的荧光探针具有更高的量子产率，荧光强度更高。通过聚乙烯二氧噻吩提高共价有机框架结构的刚性，增加π电子共轭，减少非辐射跃迁的损失，提高荧光效率；此外聚乙烯二氧噻吩为共价有机框架提供了高电子密度环境，且硫原子的孤对电子在高度富电子的共轭体系中扩散，增加了电子跃迁数量，进而提高了荧光强度。
[0014](3)本专利技术通过控制合适的聚乙烯二氧噻吩聚合度，使得聚乙烯二氧噻吩与共价有机框架之间能够形成牢固的空间缠绕结构，使得得到的荧光成像探针更加稳定，减少由于荧光成像探针中空间结构失效而出现的实验误差，提高实验结果可靠性。
[0015]本专利技术还提供一种用于制备上述荧光成像探针的制备方法，包括：
[0016]将2，5
‑
二溴
‑
3，4
‑
乙烯基二氧噻吩溶于有机溶剂B中，与共价有机框架粉末混合，
搅拌，真空蒸发有机溶剂A得到半成品；
[0017]对半成品进行提纯得到荧光成像探针。
[0018]优选的，所述共价有机框架的合成包括：将1，3，5
‑
三(4
‑
氨基苯基)苯和2，5
‑
二甲氧基对苯二甲醛加入有机溶剂B中，超声，搅拌并将乙酸注入混合液中，搅拌，离心，洗涤，真空干燥制得共价有机框架粉末。
[0019]优选的，所述有机溶剂A包括丙酮以及乙醚中的一种或多种；所述有机溶剂B包括乙腈以及丙腈中的一种或多种。
[0020]优选的，所述共价有机框架粉末与2，5
‑
二溴
‑
3，4
‑
乙烯基二氧噻吩的加入质量比为1：(1.4
‑
2.2)。
[0021]优选的，所述提纯步骤包括：冲洗半成品；保护气下密封，并在50
‑
70℃下加热2.5
‑
3天，75
‑
90℃下加热0.5
‑
1.5天；冷却，多次洗涤，干燥得到荧光成像探针。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]通过本专利技术提供的制备方法得到荧光成像探针灵敏度较高。通过该制备方法得到的荧光成像探针含有的杂质较少，因此当将其用于实验时，也会减少由于杂质带来的对于实验结果的影响，提高了实验结果的可靠性。
[0024]本专利技术还提供一种上述的荧光成像探针或如上述制备方法制得的荧光成像探针在检测铁离子的应用。
[0025]优选的，所述检测铁离子的过程包括：
[0026]获取荧光成像探针溶液荧光强度与铁离子浓度之间的线性方程；
[0027]将荧光成像探针溶液与待测铁离子溶液混合，测定荧光成像探针溶液荧光强度，通过线性方程计算得到待测铁离子溶液的浓度。
[0028]本专利技术的有益效果是：通过获取荧光成像探针溶液荧光强度与铁离子浓度之间的线性方程，然后测定荧光强度，即可根据线性方程确定待测铁离子溶液的浓度，不仅丰富了测定铁离子浓度的手段，而且极大的简化了浓度测定的步骤，减少了浓度测定过程中的时间成本。
[0029]本专利技术还提供一种上述的荧光成像探针或上述制备方法制得的荧光成像探针在活体荧光成像中的应用。
[0030]本专利技术的有益效果在于：本专利技术用于活体荧光成像的荧光成像探针采用聚乙烯二氧噻吩和共价有机框架混合制得，由于聚乙烯二氧噻吩和共价有机框架分别具有较好的生物相容性，因此荧光成像探针也具有较好的生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于共价有机框架的荧光成像探针，其特征在于，所述荧光成像探针的结构式如下：其中，Me表示甲基，n表示聚合度
，
所述荧光成像探针包括共价有机框架以及聚乙烯二氧噻吩。2.根据权利要求1所述的荧光成像探针，其特征在于，所述聚合度的范围为1000
‑
4000。3.一种用于制备如权利要求1或2所述的荧光成像探针的制备方法，包括：将2，5
‑
二溴
‑
3，4
‑
乙烯基二氧噻吩溶于有机溶剂B中，与共价有机框架粉末混合，搅拌，真空蒸发有机溶剂A得到半成品；对半成品进行提纯得到荧光成像探针。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述共价有机框架的合成包括：将1，3，5
‑
三(4
‑
氨基苯基)苯和2，5
‑
二甲氧基对苯二甲醛加入有机溶剂B中，超声，搅拌并将乙酸注入混合液中，搅拌，离心，洗涤，真空干燥制得共价有机框架粉末。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂A包括丙酮以及乙醚中的一种或多种；所述有机溶剂B包括乙腈以及丙腈中的一种或多种。6.根据权利要求3所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄德帅，章少琪，邓秋慧，刘春霖，张鑫羽，何婷，李乐，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：