【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学分析检测，具体涉及一种ph和粘度双响应的近红外荧光探针的制备方法。
技术介绍
1、ph值作为酸碱度的重要指标，是化学工业、生物技术和环境科学中重要的参数之一。同样，细胞存活关键依赖于维持平衡的ph。ph调节许多代谢途径，如信号传导、防御和凋亡。因此，异常的ph经常与细胞器功能障碍和包括癌症在内的许多疾病有关。大量研究表明，阿尔兹海默症、心肌缺血、乳腺癌和结直肠癌等疾病均与细胞内的ph值的变化息息相关。
2、粘度作为人体微环境中的一个重要参数。在多种细胞活动中起着关键作用，包括代谢物质扩散以及信号转导。粘度的异常变化与多种疾病相关，如恶性肿瘤、高血压和糖尿病等。另外，近红外荧光探针具有光损伤小、穿透深度达和低背景干扰等特点。
3、到目前为止，许多用于检测ph或者粘度单一分析物荧光探针已经被开发出来，但能同时实现ph和粘度检测的探针仍然需要进一步研究。因此迫切需要开发出一种对ph和粘度双响应的近红外荧光探针，为监测体内细胞内ph的波动和粘度变化提供有效方法，在体内发生异常状况时给出信号，更敏感、准确的感知疾病的发生。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种ph和粘度双响应的近红外荧光探针的合成方法，以及在生理水平下对ph和粘度进行有效检测。
2、本专利技术中的荧光探针，其分子结构如下：
3、
4、本专利技术中的荧光探针通过以下反应制备，合成过程如下：
5、
6、所述荧光探针pto
7、步骤1：中间产物1的制备
8、将4-溴三苯胺和5-醛基-2-噻吩硼酸置于圆底烧瓶中，加入无水四氢呋喃超声溶解。之后加入碳酸钾水溶液以及四(三苯基膦)钯，混合溶液搅拌均匀，然后在氩气保护下加热回流。将混合物冷却至室温后用二氯甲烷和水萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂进行柱层析提纯，得到黄色产物1(249mg，产率35.0％)。
9、步骤2：中间产物2的制备
10、在圆底烧瓶中加入1,1,2-三甲基-1h-苯并[e]吲哚和2-碘乙醇，然后向溶液中加入甲苯溶液后搅拌溶解，在氩气保护下加热回流。将混合物冷却至室温后过滤，用甲苯洗涤数次，真空干燥得到淡蓝色粉末状固体2(3g，产率34.0％)。
11、步骤3：荧光探针ptoh的制备
12、将化合物1和化合物2置于圆底烧瓶中，加入无水乙醇超声溶解后加热回流。待反应结束，减压除去溶剂进行柱层析提纯，得到墨绿色产物ptoh(220mg，产率58.0％)。
13、本专利技术的荧光探针对ph和粘度的识别原理如下：
14、
15、当探针被光激发时，发生一定程度的分子内电荷转移(ict)，电子从给体转移到受体。然而，分子中的这两个部分在低粘度环境下可以自由旋转，使分子转变为扭曲分子内电荷转移(tict)状态。粘度的敏感性是通过抑制高黏度下的tict过程来实现的。高粘度环境阻碍了分子内单键的旋转来形成大的共轭开环形式，降低了体系的tict激发态的概率，迫使其通过非辐射跃迁回到基态，从而增强了荧光强度。此外，苯并吲哚盐作为ph敏感位点。当探针处于酸性环境时，发生质子触发的探针开环过程。随着碱度的增加，碳氮双键发生变化，亲核试剂进攻羟基，探针发生环闭合。与开环形式相比，探针在环化状态下的共轭度降低，因此发射波长发生蓝移。
16、本专利技术的荧光探针在激发波长为370纳米，发射波长在470纳米左右，随着ph值(2～12)的变化做出有规律的响应。随着ph的增加，荧光逐渐增强。另外，探针ptoh在730纳米左右随着甘油-pbs体系中甘油含量的增加，荧光强度可增加47倍。
17、本专利技术的荧光探针具有优异的光稳定性。
18、本专利技术的荧光探针具有较大的斯托克斯位移。
19、本专利技术所述的荧光探针对检测ph具有良好的抗干扰性，并能特异性检测粘度。
20、图3为本专利技术的荧光探针在几种常见的溶剂中的荧光量子产率，以香豆素102和罗丹明b为参比测试。探针ptoh在不同溶剂中的最大吸收波长接近，对溶液极性变化不敏感。选择600纳米作为激发波长，探针ptoh在甘油中的荧光强度显著高于其他溶剂。
21、图4(a)为探针ptoh(10μmol/l，vpbs：vdmso＝7：3)在不同ph下的紫外可见吸收光谱图。内插图：探针ptoh(10μmol/l，vpbs：vdmso＝7：3)在ph＝2和ph＝12时自然光下的照片。随着体系ph的增加，在370nm处的吸收逐渐升高，在580nm处的吸收逐渐降低。(b)为本专利技术的荧光探针ptoh(10μmol/l，vpbs：vdmso＝7：3)在改变体系ph时的荧光发射光谱图。插图为探针ptoh(10μmol/l，vpbs：vdmso＝7：3)在ph＝2和ph＝12时365nm紫外手提灯下的照片。说明随着体系ph的增加，470nm处的荧光逐渐增强。(c)为本专利技术的荧光探针ptoh(10μmol/l，vpbs：vdmso＝7：3)在不同ph下470nm处的荧光变化图。内插图：在ph＝4到10的范围内，ph与荧光强度的线性图。说明探针ptoh对ph能快速响应，且具有良好的线性关系。(d)为本专利技术的荧光探针ptoh(10μmol/l，vpbs：vdmso＝7：3)在ph＝4和ph＝10之间荧光强度的变化图。说明探针ptoh表现出ph值在4和10之间数次可逆切换，可以在几秒钟内快速完成。
22、图5(a)为探针ptoh在不同比例的甘油-pbs(ph＝5)中的紫外可见吸收光谱图。内插图：甘油为0.89cp和438.4cp时的自然光下的照片。(b)为探针ptoh在不同比例的甘油-pbs(ph＝5)中的荧光发射光谱图。内插图：探针在730nm处的荧光强度(log i730)与粘度(logη)的线性关系图。说明探针ptoh对粘度敏感，具有良好的响应能力。(c)为探针ptoh在不同ph，不同粘度值的甘油-pbs体系中730nm处的荧光强度图。说明探针ptoh在酸性条件下随着体系粘度越大，荧光强度越大。(d)为不同温度下，探针ptoh在pbs溶液和95％甘油中60min内的荧光强度变化图。说明探针ptoh在不同温度，不同粘度下都具有良好的光稳定性。
23、图6(a)为探针ptoh(10μmol/l，vpbs：vdmso＝7：3)中加入多种生物活性物种后在470nm处的荧光强度变化图。(1)ca2+；(2)cu2+；(3)fe2+；(4)fe3+；(5)k+；(6)mg2+；(7)mn2+；(8)na+；(9)zn2+；(10)f-；(11)clo-；(12)s2-；(13)co32-；(14)hso3-；(15)cys；(16)gsh；(17)hcy；(18)h2o2。(b)为探针ptoh(10μmol/l,vpbs：vdmso＝7：3)中加入多种生物活性物种后在730nm处的荧光强度变化图。(1)ca2+；(2)cu2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种pH和粘度双响应的近红外荧光探针的合成及其应用(E)-2-(2-(5-(4-(二苯基氨基)苯基)噻吩-2-基)乙烯基)-3-(2-羟乙基)-1,1-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-鎓碘化物(PTOH)，其结构式为：
2.根据权利要求1的一种pH和粘度双响应的近红外荧光探针的合成及其应用的制备方法如下：
【技术特征摘要】
1.一种ph和粘度双响应的近红外荧光探针的合成及其应用(e)-2-(2-(5-(4-(二苯基氨基)苯基)噻吩-2-基)乙烯基)-3-(2-羟乙基)-1,1-二甲基...
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