氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种氨基硫脲缩7‑羟基香豆素‑8‑醛探针试剂，以7‑羟基‑8‑醛基香豆素与氨基硫脲缩合反应，即得。本发明专利技术探针能同时实现金属离子、阴离子的选择性识别，可通过目视比色快速检测特定离子，还可应用于活细胞中特定离子成像检测，具备荧光增强和比率吸收的双模式检测，在检测灵敏度和准确性方面更具优越性，具有高灵敏度、高选择性、产率高等优点，且有利于复杂微观系统的定量、定性分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种探针试剂及其制备方法和应用，特别是一种氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂及其制备方法和应用。
技术介绍
相对于其他分析方法而言，荧光探针技术具有选择性好、灵敏度高、实时在线等优点，为一种理想且廉价的传感器，是微量检测中重要的方法。有机小分子荧光探针具有结构简单、合成简便、成本低廉、水溶性好、对细胞毒性小等优点，将其应用于生物体系的离子检测具有灵敏度高、选择性好、可视性强、快速、简便等特点。生物相关离子的识别检测在生命、食品及环境研究中尤为重要。锌离子在生物体内生理过程中如细胞运输、增值、代谢、凋谢起重要作用。通过荧光探针识别检测微量锌离子、利用荧光成像技术检测活细胞内的锌离子，是生命科学
中重要的研究手段，可以解释活细胞中的多种生命现象，具有研究意义和应用价值。氟作为重要的阴离子，广泛存在于环境和生命活动过程中。其检测方法主要有离子电极和离子色谱技术。荧光探针法对氟离子简便、快速、准确的检测可在临床医学及食品、环境分析中得到应用。研制灵敏高、选择性好且具备荧光和吸收多重方式、不受共存离子干扰、同时具备裸眼识别快速检测的氟离子探针非常具有应用前景。荧光探针对单一目标的检测已有很多报道，但能同时实现阳离子、阴离子的选择性识别的为数不多，特别是应用于活细胞中特定离子成像检测受探针的
水溶性、穿透性及生物毒性等因素的限制。同时具备荧光增强和比率吸收检测的双模式探针，在检测灵敏度和准确性方面更具优越性。香豆素是一类重要的有机杂环化合物，也是传统的荧光染料。基于香豆素衍生物独特的分子结构和性能，若在其结构上进行简单修饰，扩展分子的共轭结构，增强分子发光量子产率，改变其配位能力，提高对特定离子配合的选择性，从而开发出新型离子荧光探针试剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂及其制备方法和应用，本专利技术探针试剂能同时实现金属离子、阴离子的选择性识别，可通过目视比色快速检测特定离子，还可应用于活细胞中特定离子成像检测，具备荧光增强和比率吸收的双模式检测，在检测灵敏度和准确性方面更具优越性，具有高灵敏度、高选择性、产率高等优点，且有利于复杂微观系统的定量、定性分析。本专利技术的技术方案：一种氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂，所述探针试剂的化学结构式为：一种氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的制备方法，所述探针试剂是以7-羟基-8-醛基香豆素与氨基硫脲缩合反应得到。前述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的制备方法中，所述探针试剂是以7-羟基香豆素为原料，先制备7-乙酰氧基香豆素，再制备中间体7-羟基-8-醛基香豆素，最后由7-羟基-8-醛基香豆素与氨基硫脲经缩合反应得到。前述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的制备方法中，按照以下路线合成：前述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的制备方法中，按下述步骤进行制备：1、7-乙酰氧基香豆素的合成：氮气保护的三口烧瓶中，在溶有7-羟基香豆素的二氯甲烷溶液中，加入乙酸酐，按摩尔比7-羟基香豆素:乙酸酐等于1:1.5～4，再加入催化量的哌啶，回流，反应12h，除去溶剂，加入水，乙酸乙酯萃取，洗涤，干燥，过滤，除去溶剂，粗产品柱层析分离，即得；反应温度：二氯甲烷回流温度反应溶剂：二氯甲烷柱层析分离用洗脱剂：氯仿；所述催化量为按重量比计算，7-羟基香豆素:哌啶＝1:0.01-0.1；2、7-羟基-8-醛基香豆素的合成：氮气保护冰浴下的三口烧瓶中，在溶有7-乙酰氧基香豆素的三氟乙酸溶液中，加入六次甲基四胺，按摩尔比7-乙酰氧基香豆素:六次甲基四胺等于1:1.5，0℃的冰浴下，以三氟乙酸为溶剂，反应1h后，再将反应温度逐渐升至室温，回流搅拌反应8h，除去溶剂，加入水，将温度升至60℃，搅拌30min，过滤，氯仿萃取，洗涤，干燥，过滤，除去溶剂，洗脱，柱层析分离，即得；反应溶剂：三氟乙酸洗脱剂：v/v，100/1，氯仿/甲醇；3、氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的合成：氮气保护下的三口烧瓶中，在无水乙醇溶液中，加入7-羟基-8-醛基香豆素，升温搅拌待其溶解后，降至室温，按摩尔比7-羟基-8-醛基香豆素:氨基硫脲等于1:2～10加入氨基硫脲，加热回流反应，过滤，用氯仿甲醇重结晶，即得；反应温度：无水乙醇回流温度反应时间：30min反应溶剂：无水乙醇纯化溶剂：v/v，1:1，氯仿甲醇。一种氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的应用，所述应用包括：1、作为荧光光谱法或紫外-可见吸收光谱法中用于检测溶液中微量Zn2+、F-的荧光探针试剂或比率吸收探针试剂；2、作为目视法检测F-的探针试剂；3、作为荧光成像试剂用于检测活性癌细胞中微量Zn2+。前述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的应用，所述应用作为荧光光谱法中用于检测溶液中微量Zn2+、F-的荧光探针试时的检测方法包括：1、探针试剂在体积比为1/4的N,N-二甲基甲酰胺/水的溶液中作为荧光光谱法检测微量Zn2+的试剂，测定Zn2+时，以355nm为激发波长，测定475nm处的荧光强度，荧光强度与Zn2+浓度成线性关系；检测Zn2+的浓度线性范围为2.0×10-7～1.1×10-5M；检测限为4.33×10-8M；其它共存金属离子Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Hg2+，Sr2+，Al3+，Cd2+，Ni2+，Co2+，Pb2+，Fe3+，Cr3+，Ag2+，Cu2+之一，在浓度与Zn2+相同时，对Zn2+的测定无干扰；2、探针试剂在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中作为荧光光谱法检测微量F-的试剂，测定F-时，以410nm为激发波长，测定480nm处的荧光强度，荧光强度与F-浓度成线性关系；检测F-的浓度线性范围为2.0×10-7～1.0×10-5M，检测限为2.87×10-8M；其它共存阴离子Cl-，Br-，I-，AcO-，HSO4-，NO3-，ClO4-，H2PO4-，PF6-之一，在浓度与Zn2+相同时，对Zn2+的测定无干扰。前述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的应用，作为紫外-可见吸收光谱法中用于检测溶液中微量Zn2+、F-的比率吸收探针试剂，具体方法为：1、探针试剂在体积比为1/4的N,N-二甲基甲酰胺/水的溶液中作为紫外-可见吸收光谱法检测微量Zn2+时，测定320nm和370nm波长处的吸光度比值，该吸光度比值与Zn2+浓度成线性关系；检测Zn2+的浓度线性范围为6.0×10-7～1.0×10-5M，检测限为3.78×10-7M；其它共存金属离子Li+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Hg2+，Sr2+，Al3+，Cd2+，Ni2+，Co2+，Pb2+，Fe3+，Cr3+，Ag2+，Cu2+之一，在浓度与Zn2+浓度相同时，对Zn2+的测定无干扰；2、探针试剂在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中作为紫外-可见吸收光谱法检测微量F-时，测定325nm和390nm波长处的吸光度比值，该吸光度比值与F-浓度成线性关系；检测F-的浓度线性范围为4.0×10-7～1.1×10-5M，检测限为3.12×10-7M；其它共存阴离子Cl-，Br-，I-，AcO-，HSO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨基硫脲缩7‑羟基香豆素‑8‑醛探针试剂，其特征在于：所述探针试剂的化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂，其特征在于：所述探针试剂的化学结构式为：2.一种如权利要求1所述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的制备方法，其特征在于：所述探针试剂是以7-羟基-8-醛基香豆素与氨基硫脲缩合反应得到。3.如权利要求2所述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的制备方法，其特征在于：所述探针试剂是以7-羟基香豆素为原料，先制备7-乙酰氧基香豆素，再制备中间体7-羟基-8-醛基香豆素，最后由7-羟基-8-醛基香豆素与氨基硫脲经缩合反应得到。4.如权利要求2或3所述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的制备方法，其特征在于：按照以下路线合成：5.如权利要求4所述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂，其特征在于：按下述步骤进行制备：(1)7-乙酰氧基香豆素的合成：氮气保护的三口烧瓶中，在溶有7-羟基香
\t豆素的二氯甲烷溶液中，加入乙酸酐，按摩尔比7-羟基香豆素:乙酸酐等于1:1.5～4，再加入催化量的哌啶，回流，反应12h，除去溶剂，加入水，乙酸乙酯萃取，洗涤，干燥，过滤，除去溶剂，粗产品柱层析分离，即得；反应温度：二氯甲烷回流温度反应溶剂：二氯甲烷柱层析分离用洗脱剂：氯仿；所述催化量为按重量比计算，7-羟基香豆素:哌啶＝1:0.01-0.1；(2)7-羟基-8-醛基香豆素的合成：氮气保护冰浴下的三口烧瓶中，在溶有7-乙酰氧基香豆素的三氟乙酸溶液中，加入六次甲基四胺，按摩尔比7-乙酰氧基香豆素:六次甲基四胺等于1:1.5，0℃的冰浴下，以三氟乙酸为溶剂，反应1h后，再将反应温度逐渐升至室温，回流搅拌反应8h，除去溶剂，加入水，将温度升至60℃，搅拌30min，过滤，氯仿萃取，洗涤，干燥，过滤，除去溶剂，洗脱，柱层析分离，即得；反应溶剂：三氟乙酸洗脱剂：v/v，100/1，氯仿/甲醇；(3)氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的合成：氮气保护下的三口烧瓶中，在无水乙醇溶液中，加入7-羟基-8-醛基香豆素，升温搅拌待其溶解后，降至室温，按摩尔比7-羟基-8-醛基香豆素:氨基硫脲等于1:2～10加入氨基硫脲，加热回流反应，过滤，用氯仿甲醇重结晶，即得；反应温度：无水乙醇回流温度反应时间：30min反应溶剂：无水乙醇纯化溶剂：v/v，1:1，氯仿甲醇。6.一种如权利要求1-5中任一项所述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的应用，其特征在于：所述应用包括：(1)作为荧光光谱法或紫外-可见吸收光谱法中用于检测溶液中微量Zn2+、F-的荧光探针试剂或比率吸收探针试剂；(2)作为目视法检测F-的探针试剂；(3)作为荧光成像试剂用于检测活性癌细胞中微量Zn2+。7.如权利要求6所述的氨基硫脲缩7-羟基香豆素-8-醛探针试剂的应用，其特征在于：所述应用作为荧光光谱法中用于检测溶液中微量Zn2+、F-的荧光探针试时的检测方法包括：(1)探针试剂在体积比为1/4的N,N-二甲基甲酰胺/水的溶液中作为荧光光谱法检测微量Zn2+的试剂，测定Zn2+时，以355nm为激发波长，测定475nm处的荧光强度，荧光强度与Zn2+浓度成线性关系；检测Zn2+的浓度线性范围为2.0×10-7～1.1×10-5M；检测限为4.33×10-8M；其它共存金属离子Li+，Na+，K+，Mg2...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾晞，曾莉，李钊，牟兰，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52