一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机合成领域，涉及荧光探针的制备，具体涉及一种吡啶鎓

【技术实现步骤摘要】
一种吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机合成领域，涉及荧光探针的制备，具体涉及提出了一种吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]肼(N2H4)是一种高活性碱和强还原剂。它在工业上广泛用作发泡剂、防腐剂和造气剂，以及卫星和火箭的燃料。它还广泛用于生产杀虫剂、药物、乳化剂、纺织染料和许多其他重要化学品。尽管使用普遍，肼被认为是高毒性的，因为它被代谢成有毒的自由基物种，这可能对肝、肺、肾和中枢神经系统造成严重损害。由于这些影响，N2H4被归类为人类致癌物，其低阈值限值(TLV)为10ppb。显然，迫切需要开发高效、可靠的痕量肼检测分析方法。
[0003]近年来，在体外和体内检测N2H4已经引起了极大的关注，特别是在荧光探针的情况下，其具有包括高灵敏度、操作简单和可视化能力。虽然已经设计出显示高选择性和灵敏度的荧光N2H4探针，但是只有少数探针在纯水性介质中操作，因此需要使用有机助溶剂，这妨碍了它们在实际样品分析中的使用。已报道的大多数传感器都是“关
‑
开”或“开
‑
关”型的，可能会受到如激发功率、荧光衰减和探针浓度等环境因素的影响。相比之下，比率型探针测量两个波长的荧光发射强度，其比值可以作为内置校正，克服上述环境因素的影响。然而，与传统的有机单一比率荧光探针相比，多比率探针信号显示出更高的准确度和优越性，并且同一探针的不同比率信号可以相互校准。如专利CN113624728A公开了一种用于检测肼的比率型荧光探针体系、以及检测肼浓度的方法，比率型荧光探针体系包括二苯基蒽和含酯基的荧光素化合物。根据荧光探针在540nm和440nm处特征发射强度的比率值变化，实现对待测溶液中肼的检测，最低检测限为100nM。但该专利中荧光探针为传统单一比率型荧光探针。
[0004]此外，具有近红外(NIR)发射的荧光探针具有最小的光损伤、组织深度穿透和最小的背景自荧光，有利于生物成像。因此，发展水溶性、近红外发射、双比值型荧光探针用于N2H4的快速检测具有重要意义。而且当今对线粒体靶向定位的N2H4荧光探针的报道并不多。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术提出一种吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用。本专利技术考虑到吡啶鎓
‑
香豆素衍生物优异的光化学和光物理特性，以含吡啶鎓
‑
香豆素衍生物为荧光探针，合成了一种高灵敏度、高选择性的N2H4荧光探针。该探针能应用于纯水体系中 N2H4的测定，具有线粒体靶向功能，并能应用于线粒体内N2H4浓度的检测。
[0007]本专利技术的主要目的在于提供一种可用于纯水体系和细胞线粒体内针对N2H4的灵敏度高、选择性好的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针；另一目的是提供该荧光探针的制备方法和应用。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]一种吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针，其结构式为：
[0010][0011]进一步，所述的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针的制备方法，步骤如下：
[0012](1)将7
‑
二乙氨基香豆素
‑3‑
甲醛和4
‑
吡啶乙腈盐酸盐溶解于有机溶剂中，滴加三乙胺作为催化剂，然后回流反应，得反应液；
[0013](2)将步骤(1)所得的反应液冷却至室温后，减压抽滤，乙醇重结晶后，得固体产物；
[0014](3)将步骤(2)所得的固体产物与4
‑
乙酰氧基苄溴溶解于有机溶剂中，回流反应，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针。
[0015]进一步，所述步骤(1)中7
‑
二乙氨基香豆素
‑3‑
甲醛和4
‑
吡啶乙腈盐酸盐的摩尔比为1: (0.7
‑
1.0)。
[0016]进一步，所述步骤(1)中有机溶剂为无水乙醇，7
‑
二乙氨基香豆素
‑3‑
甲醛与三乙胺的摩尔比为1:(0.05
‑
0.15)。
[0017]进一步，所述步骤(1)中回流反应的温度为78℃，时间为6
‑
7h。
[0018]进一步，所述步骤(1)中回流反应的时间为6h。
[0019]进一步，所述步骤(3)中固体产物与4
‑
乙酰氧基苄溴的摩尔比为1:(1.0
‑
1.5)，回流反应的温度为81℃。
[0020]进一步，具体制备方法为，将1mmol步骤(2)所得固体产物和1.5mmol 4
‑
乙酰氧基苄溴溶解于5mL乙腈中，然后在81℃下回流，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶冷却静置至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到所述吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针。
[0021]进一步，所述的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针在非疾病的诊断和治疗为目的的检测N2H4中的应用。
[0022]进一步，所述的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针在制备检测活细胞线粒体内N2H4的试剂中的应用。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]1、本专利技术通过缩合反应制备吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针，原料易得，合成和后处理方法简单，所制备的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针的收率为85％。
[0025]2、在多种常见阴阳离子及氨基酸物种中，对N2H4表现出较高的荧光识别性能。将荧光探针的HEPES缓冲溶液滴定不同浓度的N2H4，N2H4与F
520
/F
470
的线性检测范围为 0
‑
5.5
×
10
‑4mol/L，检出限为6
×
10
‑8mol/L；N2H4与F
520
/F
650
的线性检测范围为 3.5
×
10
‑5‑
3.5
×
10
‑4mol/L，检出限为2
×
10
‑9mol/L。因此本专利技术制备的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针可以用
于N2H4的定量检测。同时探针N2H4的响应时间为15min，荧光强度比F
520
/F
470
在15min内达到稳定期，因此本专利技术制得的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物可用于N2H4的快速检测。
[0026]3、双比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针，其特征在于：所述的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针的结构式为：2.权利要求1所述的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)将7
‑
二乙氨基香豆素
‑3‑
甲醛和4
‑
吡啶乙腈盐酸盐溶解于有机溶剂中，滴加三乙胺作为催化剂，然后回流反应，得反应液；(2)将步骤(1)所得的反应液冷却至室温后，减压抽滤，乙醇重结晶后，得固体产物；(3)将步骤(2)所得的固体产物与4
‑
乙酰氧基苄溴溶解于乙腈中，回流反应，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针。3.根据权利要求2所述的吡啶鎓
‑
香豆素衍生物荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中7
‑
二乙氨基香豆素
‑3‑
甲醛和4
‑
吡啶乙腈盐酸盐的摩尔比为1:(0.7
‑
1.0)。4.根据权利要求3所述的吡...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟娜，王元，肖玉辉，陈曦，金坤盛，王震，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：