本发明专利技术公开了一种近红外氟硼二吡咯荧光染料及其合成方法与应用，属于功能性荧光染料、有机合成和精细化学品领域。该发明专利技术荧光染料包括以下两种：式(一)和式(二)的荧光染料激发和发射光谱在近红外光区，半峰宽很窄，斯托克斯位移大于20，荧光量子产率大于0.65，对极性溶剂不敏感，具有优良的化学稳定性和光学稳定性。本发明专利技术染料可应用于制备荧光微球，在计量，标准，生物化学，免疫医学，分析化学，化学工业，微电子工业和生命科学领域具有重大试剂应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及两种近红外氟硼二吡咯荧光染料及其合成方法，属于功能性荧光染 料、有机合成和精细化学品领域。
技术介绍
荧光分析技术作为目前应用极其广泛的一种有效检测方法，利用带有识别基团的 荧光化合物分子作为检测试剂，再与靶标物结合的前后荧光的强度或者波长的变化来判定 靶标的种类和浓度等等相关参数。大多数生物分子本身没有荧光或荧光较弱，检测灵敏度 较低。为了使其高灵敏地检出，人们常用荧光染料或荧光探针与待测物进行标记或反应， 生成具有强荧光的共价或非共价结合的物质进行生物标记、荧光成像等，使检出限大大降 低，是研宄在活体组织的细胞和亚细胞的一个十分重要的手段.。作为荧光响应信号的传递 者，有机染料应不影响生物自身的功能，并且具有良好的性质。目前，许多种类的荧光染料 被应用于生物检测领域中，然而不同的荧光染料即便是应用在同种物质分析过程中他们的 表现却有着较大的差异，这说明并不是所有的荧光染料都适合设计成相应的荧光探针而应 用在生物体内活性靶标的检测领域。一般认为适宜生物用的荧光染料应该同时具备长波吸 收和发射、高的荧光量子产率、较高的光化学稳定性、较好的细胞穿透能力和细胞内的溶解 能力、对生物体没有或者仅有极小的毒害等。 近红外荧光染料（600-1000nm)，使用低能激光分子，可以降低生物体内物质的自 吸收和自发荧光的干扰，提高检测的灵敏度和选择性，有利于提高荧光穿透深度、提高荧 光成像效率，可以深入的用于探索生物体内部奥秘。目前已经广泛应用于生物分析众多领 域，如DNA杂交测试，免疫检测，肿瘤细胞早期诊断，基因变异检测等。 氟硼二吡咯类（BODIPY)荧光染料是近二三十年发展起来的一类光物理化学性能 优异的荧光分子。在其结构中，硼桥键和甲川桥键把两个吡咯环固定在一个平面上，具有 刚性平面结构。该类分子大多具有非常优异的光物理性能：1)较高的刚性，较高的荧光量 子产率；2)较高的摩尔消光系数，吸光效率高；3)较窄的荧光发射光谱；4)较好的光热及 化学稳定性，受环境、溶液PH影响较小；5)较小的分子质量和较低的细胞毒性；6)多个修 饰位点等。因此可用于设计高灵敏度的荧光探针来进入细胞检测各种阳离子、阴离子、自由 基以及蛋白质等，还能应用于合成DNA探针等。与其他染料一样，短波长的BODIPY荧光染 料应用于生物领域检测的结果受到生物自吸收和自身荧光的干扰，降低了检测灵敏度。因 此对其进行结构修饰，开发利用具有高度刚性、高荧光量子产率和光化学稳定性的新型长 波近红外及功能化BODIPY荧光染料分子具有重大的意义。目前，在近红外染料BODIPY的合成方面人们已经做了大量的工作，并且得到了 一系列近红外荧光染料：Donal F. 0' Sheal 组（J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10619-10631) 和 Erica M. Carreira (Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 1677-1679)课题组报道的一系列 BODIPY染料，但是这种染料的量子产率都低于0. 36。Haugland和Kang课题组（U. S. Patent 6005113,1999 ;W093/09185, 13May 1993)报道的 BODIPY 类荧光染料的衍生物，在 BODIPY 母体的引入芳基、五元杂环、苯乙烯基、萘乙烯基等多达Iio多种衍生物。但专利中所给出 的合成比较繁琐.近年来，市场上的近红外BODIPY焚光染料主要为Iifetechnology公司 产品，比如BODIPY 650/665, BODIPY 630/650等，但是其价格昂贵（前者4280元/mg，后者 4419元/5mg)，限制正常的应用。因此合成一种量子产率高，成本低廉的新型的近红外荧光 染料具有重大理论意义和应用价值
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种量子产率高、稳定性好的近红外氟硼二吡咯荧光染料及 其制备方法。 本专利技术的另一目的是提供该荧光染料的一种交联聚苯乙烯微球的应用方式。 一类近红外氟硼二吡咯荧光染料，其特征在于：所述染料结构通式如下： 其包括化合物1，结构如下： 化合物2,结构如下： 一种制备上述荧光染料的方法，包括如下步骤： 1)将4-溴邻苯二甲酰亚胺、锡粉在酸性条件下过夜进行还原反应后，经回流、萃 取、旋干，得到淡黄色固体； 2)将淡黄色固体和等摩尔比例的Vilsmeier-Haack试剂（维尔斯迈尔-哈克试 剂）混合，经过夜回流反应，调节PH = 7,萃取，旋干，得到棕色固体； 3)将得到的棕色固体和NaOH水溶液在乙醇中回流反应三小时，用稀盐酸调PH至 出现白色晶体，萃取、旋干，得到褐色固体； 4)将得到的褐色固体和吡咯类衍生物，以1 :10的摩尔比，有机溶剂、室温、催化剂 条件下反应半小时后，冰浴中加入路易斯碱，室温下搅拌后，冰浴中加入三氟化硼乙醚，室 温下反应，经旋干后用硅胶柱和高效液相纯化得到产品。 所述酸性条件中酸为浓盐酸和冰醋酸混合液，其体积比为1 :1 ; 所述回流反应的有机溶剂为二氯甲烷和/或三氯甲烷； 所述NaOH溶液浓度为4mol/L ; 所述吡咯类衍生物为2,4-二甲基吡咯和2,4-二甲基-三乙基吡咯，其中为前者 时，染料为化合物1，为后者时，染料为化合物2 ; 所述第四步反应催化剂为三氯氧磷，三氟乙酸； 所述路易斯碱为三乙胺。 一种上述荧光染料的应用，其特征在于所述荧光染料和聚苯乙烯微球相互交联形 成聚苯乙烯荧光微球。 所述聚苯乙烯荧光微球制备方法如下： 1)聚苯乙烯微球的制备 A.单分散聚苯乙烯种子微球的制备： 装有磁力搅拌、回流冷凝装置的IOOmL两口圆底烧瓶，抽真空充氩气三次，依次加 入一定量乙醇、蒸馏水以及分散剂聚乙烯吡咯烷酮，室温下充分搅拌使分散剂溶解，向体系 中加入一定量引发剂偶氮二异丁晴的苯乙烯单体，充分搅拌使体系均勾，油浴加热至聚介， 体系逐渐变白，恒温反应，得白色乳状液，反应液高速离心后弃去上层淸液，将下层白色固 体依次用去离子水、乙醇洗涤，产物于真空干燥箱中干燥，得白色固体粉末； B.交联聚苯乙烯微球的制备： 配制0. 25wt %的十二烷基硫酸钠（SDS)水溶液备用； 称取一定量聚苯乙烯种子微球加入上述SDS水溶液中，取适量溶胀剂加入SDS溶 液中，分别超声乳化后将两份乳液混合，油浴中搅拌溶胀，使乳化后的溶胀剂被种子微球吸 收； 分别取一定量单体苯乙烯、交联剂二乙烯基苯，加入适量引发剂过氧化二苯甲酰， 搅拌溶解后，加入SDS溶液并超声乳化，将含有单体和引发剂的乳液加入到种子微球的溶 胀液中，使单体被种子微球充分吸收； 最后向体系中加入质量分数10%的稳定剂水溶液，搅拌均勾后通氩气保护，70°C 条件下恒温聚合，反应液冷却后高速离心分离，下层白色固体依次用乙醇、去离子水洗涤， 产物于真空干燥箱中干燥，所得白色固体粉末即交联后的聚苯乙烯微球； 2)荧光染料和聚苯乙烯微球交联： H2O-THF体系项微球中负载染料：将一定量交联聚苯乙烯微球分散在适量的去离 子水中，权利要求1所述的荧光染料配成不同浓度的THF溶液，按H20、THF体积比5 :1加入 微球分散液中搅拌吸附，然后离心分离并用无水乙醇洗涤数次，微球本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类近红外氟硼二吡咯荧光染料，其特征在于：所述染料结构通式如下：其包括化合物1，结构如下：化合物2，结构如下：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金晶，朱宗哲，靳磊，周国庆，苏恩本，
申请(专利权)人：南京基蛋生物医药有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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