一种萘酰亚胺类增强型汞离子荧光探针、制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种萘酰亚胺类增强型汞离子荧光探针、制备方法与应用，具体地，本发明专利技术可用于测量、检测或筛选汞离子及活细胞荧光成像，尤其是其多通道检测分析汞离子的能力，这类探针可实现如下技术效果中的至少一个：合成简单、选择性好、抗干扰能力强、灵敏度高、快速响应、双通道分析、细胞毒性低、增强型荧光探针、能够在生理水平条件下对汞离子进行有效测量、检测或筛选。检测或筛选。检测或筛选。

【技术实现步骤摘要】
一种萘酰亚胺类增强型汞离子荧光探针、制备方法与应用


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，具体涉及一种萘酰亚胺类增强型汞离子荧光探针及其在测量、检测或筛选汞离子及活细胞荧光成像中的应用；本专利技术还提供了制备所述荧光探针的方法。

技术介绍

[0002]汞是地球自然环境的组成部分，约占地壳质量的百万分之零点五，是毒性最高的金属之一。汞极易发生迁移转化，能以多种形态(金属汞、无机汞和有机汞)存在于自然界中，但大多以化合物的形态存在，是唯一能在生态系统中完善循环的重金属。汞离子(Hg
2+
)是水生环境中最稳定的无机汞形式，具有致癌性、高溶解性和细胞毒性。水中的汞离子可以被微生物吸收并转化为甲基汞进而进入食物链并引起各种严重的疾病。长期摄入大量汞会导致神经系统损害、对免疫系统的影响等严重的健康问题。汞中毒会对整个社会产生极其恶劣的影响，汞现在被优先列在全球环境监控系统清单上，我国也已经签署《关于汞的水俣公约》，并自2017年8月16日起生效，逐步减少了含汞温度计的使用，并明确规定自2026年1月1日起，禁止生产含汞体温计和含汞血压计。因此，对汞离子的选择性识别，尤其是对汞离子的原位、实时、在线监测对于医学、生物学和环境科学都具有重要意义。
[0003]现阶段，已经报道的检测汞离子的分析方法包括原子吸收
‑
发射光谱法、高效液相色谱法、电感耦合等离子体质谱、核磁共振、电化学方法、荧光探针分析法，在这众多方法中，荧光探针方法因其独特的优势而受到广泛关注。但是，目前已经报道的方法仍有一定的缺陷，比如选择性差，灵敏度低，合成复杂，水溶性差、易淬灭等。因此，发展高选择性、高灵敏度、合成简单的汞离子荧光探针是当前急需解决的问题。而汞离子常常作为淬灭剂，许多汞离子探针也是淬灭型的，这种“关闭型”的荧光探针在检测中常常受到各种环境因素的干扰影响识别，使灵敏性不够高，因此设计选择性好、高灵敏度同时具有荧光“开启”型的汞离子荧光探针是很有价值的。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是在于提供一种萘酰亚胺类增强型汞离子荧光探针，以及它们的制备方法和用途，具有合成简单、选择性好、灵敏度高、快速响应、增强型荧光探针、以及可利用丁达尔效应进行双通道分析应用等特点，并且能够在生理水平条件下对汞离子进行有效测量、检测或筛选。
[0005]具体而言，本专利技术提供了一种化合物，具有式(Ⅰ)所示的结构：
[0006]其具有式(Ⅰ)或式(Ⅱ)结构：
[0007][0008]式(Ⅰ)中：R1，R2，R5，R6和R7为氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R3，R4为直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R1，R2，R3，R4和R5，R6，R7可以相同或不同；
[0009]式(Ⅱ)中，X是
‑
C(R3R4)
m
‑
，其中m为1
‑
12；Y是
‑
C(R3＇R4＇)
n
‑
，其中n为1
‑
12；L在每种情况下独立地选择，并且是
‑
C(R8R9)
n
‑
，
‑
O
‑
，
‑
S
‑
，
‑
COO
‑
或
‑
NH
‑
；R1，R2，R3，R4，R3＇，R4＇，R5，R6、R7，R8，R9为氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基。
[0010]在本专利技术的一些具体实施方案中，m为1
‑
6；n为1
‑
6；
[0011]在本专利技术的一些具体实施方案中，m为1
‑
3；n为1
‑
3；
[0012]在本专利技术的一些具体实施方案中，本专利技术的化合物结构式如式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示：
[0013][0014]本专利技术还提供了式(Ⅰ)和式(Ⅱ)化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0015]步骤1：使式(
Ⅴ
)化合物与氨水反应制备得式(
Ⅵ
)化合物，其反应式如下：
[0016][0017]步骤2：使式(
Ⅵ
)化合物与(
Ⅶ
)或(
Ⅷ
)反应制备得式(Ⅰ)或式(Ⅱ)化合物，其反应式分别如下：
[0018][0019]式(Ⅰ)(
Ⅵ
)(
Ⅶ
)中R1，R2，R5，R6和R7为氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R3，R4为直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R1，R2，R3，R4和R5，R6，R7可以相同或不同；
[0020]式(Ⅱ)(
Ⅷ
)中，X是
‑
C(R3R4)
m
‑
，其中m为1
‑
12；Y是
‑
C(R3＇R4＇)
n
‑
，其中n为1
‑
12；L在每种情况下独立地选择，并且是
‑
C(R8R9)
n
‑
，
‑
O
‑
，
‑
S
‑
，
‑
COO
‑
或
‑
NH
‑
；R1，R2，R3，R4，R3＇，R4＇，R5，R6、R7，R8，R9为氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基。
[0021]具体而言：步骤(1)：将式(
Ⅴ
)化合物与氨水加热回流反应，反应结束后，减压抽滤得到固体产物，粗产物进一步通过色谱柱进行分离，得到纯净的式(
Ⅵ
)化合物。
[0022]步骤(2)：将步骤1产物式(
Ⅵ
)化合物和式(
Ⅶ
)或式(
Ⅷ
)化合物溶于乙二醇甲醚中，然后加热回流反应，反应结束后，减压抽滤得固体产物。粗产物进一步通过色谱柱进行分离，可得到纯净的得式(Ⅰ)或式(Ⅱ)化合物。
[0023]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述式(
Ⅵ
)化合物与氨水在65℃条件下加热回流反应5
‑
10小时。
[0024]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述式(
Ⅵ
)化合物和式(
Ⅶ
)或式(
Ⅷ
)化合物的摩尔比为1:1
‑
1:5。
[0025]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述步骤1柱色谱分离使用二氯甲烷为洗脱剂。
[0026]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述步骤2制备式(
Ⅶ
)化合物时柱色谱分离使用二氯甲烷和石油醚的混合体系为洗脱剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.化合物，其具有式(Ⅰ)或式(Ⅱ)结构：式(Ⅰ)中：R1，R2，R5，R6和R7为氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R3，R4为直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R1，R2，R3，R4和R5，R6，R7可以相同或不同；式(Ⅱ)中，X是
‑
C(R3R4)
m
‑
，其中m为1
‑
12；Y是
‑
C(R3＇R4＇)
n
‑
，其中n为1
‑
12；L在每种情况下独立地选择，并且是
‑
C(R8R9)
n
‑
，
‑
O
‑
，
‑
S
‑
，
‑
COO
‑
或
‑
NH
‑
；R1，R2，R3，R4，R3＇，R4＇，R5，R6、R7，R8，R9为氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，其结构式如式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示：3.一种制备权利要求1或2所述化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：使式(
Ⅴ
)化合物与氨水反应制备得式(
Ⅵ
)化合物，其反应式如下：步骤2：使式(
Ⅵ
)化合物与(
Ⅶ
)或(
Ⅷ
)反应制备得式(Ⅰ)或式(Ⅱ)化合物，其反应式分别如下：
式(Ⅰ)(
Ⅵ
)(
Ⅶ
)中R1，R2，R5，R6和R7为氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R3，R4为直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基；R1，R2，R3，R4和R5，R6，R7可以相同或不同；式(Ⅱ)(
Ⅷ
)中，X是
‑
C(R3R4)
m
‑
，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏美珺，柳彩云，梁宇莹，张艳，朱宝存，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：