双功能荧光探针的合成及其同时区分H2O2和HClO的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种通过红、绿两种不同的荧光发射信号同时区分过氧化氢(H2O2)和次氯酸(HClO)的双功能荧光分子探针，该荧光探针的化学结构式如下：。该荧光探针能在同一检测条件下利用探针与H2O2和HClO发生不同的化学反应，生成不同的荧光物质，从而在特定激发波长下发射红、绿两种颜色的荧光，达到同时区分检测H2O2和HClO的目的。探针与H2O2反应后在560 nm激发波长下发射648 nm的红光，与HClO反应后在427 nm激发波长下发射548nm的绿光。该探针检测H2O2和HClO具有灵敏度高、选择性好、区分度大等优势，在分析化学、生命科学、环境科学等技术领域有着巨大的应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
双功能荧光探针的合成及其同时区分H2O2和HClO的应用


[0001]本专利技术属于分析化学
，具体涉及一种双通道同时区分过氧化氢(H2O2)和次氯酸(HClO)的荧光探针的合成，以及该探针在环境中同时定量检测H2O2和HClO，双通道荧光成像细胞内源性H2O2和HClO的应用。

技术介绍

[0002]活性氧(ROS，包括H2O2，O2−
和1O2)在正常生理条件下保持一定浓度范围，在维持细胞形态和基本功能方面起着重要作用（Anal. Chem., 2014, 86, 9970
–
9976）。活性氧作为内源性代谢产物被认为是氧化应激的指标。其中过氧化氢（H2O2）是最重要的ROS之一。当H2O2以低浓度（< 0.7μM）受控生成时，作为细胞内第二信使可以激活信号通路以刺激细胞增殖，分化和迁移。与其他信使不同的是，过氧化氢（H2O2）作为一种氧化剂，在应激或受到外源性化学物质刺激的条件下，过氧化氢会异常产生，导致氧化应激，产生的ROS可以攻击细胞结构或生物分子，例如蛋白质，脂质体和DNA，这些与衰老，阿尔茨海默氏病和癌症有关（Analyst, 2017, 142, 4522
‑
4528）。一般认为，HClO可通过髓过氧化物酶（MPO）催化过氧化氢和氯离子在生物体中产生（Anal. Chem., 2014, 86, 671
–
677）。作为活性氧中的代表性物质之一，HClO在日常生活和体内起着不可替代的作用。一方面，HClO用作漂白剂，消毒剂，除臭剂等。另一方面，过量的HClO会引起心血管疾病，关节炎，动脉硬化和癌症等多种疾病。因此，对体内HClO的准确检测具有重要意义。目前针对检测二者的荧光探针已有报道，但是只能检测其中一种或区分度较小。在本专利技术中，我们通过对香豆素类荧光团的修饰改造，开发了一种同时区分H2O2和HClO的双功能荧光探针，具有检测灵敏度高、选择性好、区分度大等优势，在环境分析、生物成像中具有较好的应用前景。

技术实现思路

[0003]鉴于上述情况，克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种同时区分H2O2和HClO的荧光分子探针，为分析检测、环境科学等领域提供一些分析检测方法和思路。本专利技术的目的还在于提供一种制备方法简单、双功能荧光分子探针的合成与应用方法。
[0004]本专利技术解决问题采取的具体技术方案为，双功能荧光探针的合成及其同时区分检测H2O2和HClO的应用，其探针的化学结构式如下：。
[0005]同时区分H2O2和HClO双功能荧光探针，其特征在于，所述荧光分子探针的制备方法包括以下步骤：步骤1. 合成9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶并[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
硫酮；
a．在氮气保护条件下，将9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶基[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
酮和适量的劳森试剂加入适量干燥重蒸的甲苯中，110℃搅拌12小时，得红色溶液，b．将步骤a中红色反应液旋干，乙酸乙酯重结晶，得红色固体即9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶并[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
硫酮；步骤2. 合成（E）
‑2‑
（嘧啶
‑4‑
基）
‑2‑
（9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
亚乙基）乙腈a. 在氩气保护且避光条件下，将2
‑
（嘧啶
‑4‑
基）乙腈和1.2倍当量的NaH在无水乙腈中常温搅拌30分钟，再加入9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶并[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
硫酮的乙腈溶液，室温搅拌2小时，最后加入硝酸银反应90分钟终止反应；b. 将反应液柱层析纯化，得紫色固体即（E）
‑2‑
（嘧啶
‑4‑
基）
‑2‑
（9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
亚乙基）乙腈；步骤3. 合成（E）
‑1‑
（4
‑
硼氨基苄基）
‑4‑
（氰基（9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶并[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
亚基）甲基）嘧啶
‑1‑
溴化铵将步骤2合成的（E）
‑2‑
（嘧啶
‑4‑
基）
‑2‑
（9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
亚乙基）乙腈和4
‑
溴甲基苯硼酸频哪醇酯1:1当量在在乙腈溶剂中80℃回流12小时，析出固体，过滤洗涤干燥，得墨蓝色固体即（E）
‑1‑
（4
‑
硼氨基苄基）
‑4‑
（氰基（9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.同时区分H2O2和HClO的双功能荧光探针，其特征在于，所述的荧光分子探针的化学结构式如(1)所示：（1）。2.如权利要求1所述的荧光探针的合成，其特征在于，所述荧光分子探针的制备方法包括以下步骤：步骤1. 合成9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶并[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
硫酮；a．在氮气保护条件下，将9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶基[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
酮和适量的劳森试剂加入适量干燥重蒸的甲苯中，110℃搅拌12小时，得红色溶液，b．将步骤a中红色反应液旋干，乙酸乙酯重结晶，得红色固体即9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶并[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
硫酮；步骤2. 合成（E）
‑2‑
（嘧啶
‑4‑
基）
‑2‑
（9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
亚乙基）乙腈在氩气保护且避光条件下，将2
‑
（嘧啶
‑4‑
基）乙腈和1.2倍当量的NaH在无水乙腈中常温搅拌30分钟，再加入9
‑
（三氟甲基）
‑
2,3,6,7
‑
四氢
‑
1H，5H，11H
‑
吡喃并[2,3
‑
F]吡啶并[3,2,1
‑
ij]喹啉
‑
11
‑
硫酮的乙腈溶液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹鹏，方菲，尹国兴，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：