【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机合成、分析化学及生物成像领域，尤其涉及一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料及其应用。
技术介绍
1、铁作为人体中是最丰富的过渡金属,在许多生物过程中发挥着至关重要的作用，例如氧气运输、能量产生、dna合成以及通过铁依赖蛋白进行细胞生长和复制。除了埋藏在蛋白质活性位点内发挥静态辅因子作用外，铁离子还存在于松散且不稳定的离子池中，这些离子池能够参与关键的生物过程，如信号通路。铁离子稳态由细胞和组织严格调节，扰乱体内平衡会导致疾病，反之亦然。因此，为了更好地了解细胞内铁的输送机制和离子态铁的生物功能，开发可以提供实时监控并揭示金属离子动力学的金属离子检测方法是必不可少的。
2、统的铁离子检测方法有滴定法、电化学分析法、指示剂法、光化学法等。然而，这些方法耗时且操作比较复杂、成本髙、灵敏度低、选择性差，如电化学法中电流本身对生物体的稳态造成的影响不可忽视，指示剂法中指示剂对于生物的毒性一般较大，光化学法需要使用昂贵且操作不便的分光光度计等大型仪器。这限制了上述方法在活体中的使用。而相较于这些传统分析方法，荧光光谱分析法就能很好的克服这些问题，具有较高的灵敏度、相对较宽的线性范围、优越的选择性、无创检测、对操作要求低、检测快速且准确等优点。荧光光谱分析法作为一种极其重要的光谱化学分析手段，近年来引起了越来越多的关注.该方法是利用荧光探针分子中的识别基团与检测物相互作用时，使探针的荧光信号发生明显的变化，通过这种信号的改变对待测样品进行定性和定量分析。近几年来，荧光探针与显微成像技术相结合，由于具有较高的特异性，
3、但是虽然荧光探针已广泛用于体外金属离子检测，但荧光探针的体内应用因激发光穿透深度的限制而受到阻碍。因此，开发具有红移吸收的探针，将是荧光探针设计的未来方向。大多数基于光致电子转移(pet)机制的荧光探针具有较短的发射位移，它们容易受到自荧光背景的影响。nir-i的近红外荧光探针的光衰减和散射也较强，且较短的荧光波长对生物体本身也具有不利影响，因此开发具有更长荧光吸收和发射波长的nir-ii探针迫在眉睫.此外，尽管有机小分子荧光探针较传统的仪器检验等方法颇有优势，但大多数有机染料都受到光漂白的影响。此外，病变部位可能具有低ph值、高活性氧种类或酶浓度等不利因素，进而影响有机染料的稳定性，降低探针的活性与检测效率。因此，提高有机染料的稳定性是另一个需要解决的问题。并且，目前的d-a-d(donor—acceptor—donor)型nir-ii荧光团由于其自身固有的缺陷而具有有限的应用价值。例如，大多数d-a-d型nir-ii荧光团都存在低量子产率(qys)、低摩尔消光系数和较差的水溶性等问题。因此，在精确的生物及细胞成像中，满足亮度和生物相容性的nir-ii型荧光团的开发迫在眉睫。
技术实现思路
1、因此，针对上述背景，本专利技术提供一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料及其应用，其通过对苯并噻二唑结构母体引入苯并三唑环，以获得nir-ii区的荧光探针，具有更长的荧光发射波长；且通过在苯并三唑环引入烷基侧链、(三甲基)丙铵基可提高苯并噻二唑-三唑的三环结构的稳定性及其水溶性，且通过位于电子供体与电子受体间的间隔基噻吩，使得其具有更高的量子产率，以可使得更好地对环境和生物样品的三价铁离子进行识别检测。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料，其结构式如下：
4、
5、进一步地，其包括如下步骤：
6、s1：中间体b的合成
7、s1-1：在冰浴条件下，将浓硝酸滴加到发烟三氟甲烷磺酸中；
8、s1-2：将4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑分次加入到s1-1的混合酸中；
9、s1-3：在50℃搅拌条件下反应，直至反应完成后；
10、s1-4：将s1-3的反应混合物缓慢地倒入冰水中，然后加入氢氧化钠溶液以中和多余的酸，沉淀后过滤，并用水冲洗；
11、s1-4：最后从乙醇中再结晶纯化得到淡黄色片状晶体即为中间体b；
12、s2：中间体c的合成
13、s2-1：将s1制备得到的中间体b，2-噻吩基三丁基锡烷和四(三苯基膦)钯溶解在四氢呋喃中，除氧；
14、s2-2：将s2-1的混合物加热回流36小时，反应结束并冷却后，加入饱和氟化钾，在室温下搅拌至有大量固体析出后，过滤后用二氯甲烷提取固相，并用饱和盐水洗涤，后以无水硫酸钠干燥，再减压浓缩溶剂，最后用乙酸乙酯重结晶纯化得到橙色絮状固体，即中间体c；
15、s3：中间体d的合成
16、s3-1：将s2制备得到的中间体c溶解在n,n-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶剂中，用锡纸将反应装置包裹，并将溶液加热至65℃，并加入n-溴代琥珀酰亚胺，然后在黑暗中搅拌反应，在反应中加入hbr；
17、s3-2：待反应3小时后，再加入n-溴代琥珀酰亚胺，继续反应，直至反应完全；
18、s3-3：待反应完全后，将反应混合物冷却，加入盐酸，在室温下搅拌一定时间后，进行过滤收集沉淀物；将沉淀物用水和甲醇洗涤，得到橙红色粉末，即为中间体d；
19、s4：中间体e的合成
20、s4-1：将s3合成的化合物d、还原铁粉、和乙酸加入混合后并加热至100℃；
21、s4-2：反应一端时间后，冷却至室温，加入蒸馏水后有大量黄色固体析出，过滤得固体后，分别用二氯甲烷提取后的有机提取物用盐水洗涤，并以无水硫酸钠干燥，然后去除溶剂，得到的橙色固体，即为中间体e；
22、s5：中间f的合成
23、s5-1：将四氢呋喃和乙酸混合制成混合溶剂，然后对混合溶剂经两次冷冻泵解冻循环除气，然后在氮气条件下加热至室温后，快速加入s4制备得到的化合物e，待其完全溶解后，在冰浴条件下，在两小时内滴入亚硝酸钠水溶液；
24、s5-2：温度维持于室温进进行反应，待反应完成后，将反应液倒入水中，过滤得到沉淀物；
25、s5-3：将沉淀物沉淀溶解在二氯甲烷和三乙胺混合液中，加入硅胶吸附并装入层析柱；
26、首先用1:1的石油醚/二氯甲烷，再用乙酸乙酯，最后是20:1的二氯甲烷/乙酸，进行洗脱；
27、最后收集最后洗脱的紫色部分物质，并减压去除溶剂，得到深紫色固体，即为中间体f；
28、s6：基于苯并噻二唑为母体的荧光染料g的合成
29、s6-1：将s5制备得到的化合物f和3-溴丙基三甲基溴化铵溶于二甲基亚砜；
30、s6-2：在氮气保护下，加入叔丁醇钾，升温至60℃并搅拌24h；
31、s6-3：待反应完成后，将反应液冷却至室温，并加入过量蒸馏水，较多固体析出，依次过滤、二氯甲烷打浆、洗涤即可得到得深蓝色固体，即为基于苯并噻二唑为母体的荧光染本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料，其特征在于，其结构式如下：
2.如权利要求1所述的一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料的制备方法，其特征在于，
3.权利要求1所述的一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料作为荧光材料在生物成像中的应用。
4.权利要求1所述的一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料作为Fe3+荧光分子探针在金属离子识别中的应用。
5.一种有机荧光分子探针，其特征在于，所述有机荧光分子探针的结构如下：
6.一种用于检测样本中三价铁离子的试剂盒，其特征在于，其包括具有以下结构的化合物：
【技术特征摘要】
1.一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料，其特征在于，其结构式如下：
2.如权利要求1所述的一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料的制备方法，其特征在于，
3.权利要求1所述的一种基于苯并噻二唑为母体的荧光染料作为荧光材料在生物成像中的应用。
4....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈政丞，薛舜，江星秀，杨蕊竹，雷雪丽，张劲洋，颜斓，徐芷怡，王广途，邹平，
申请(专利权)人：陈政丞，
类型：发明
国别省市：
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