一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物、合成方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物、合成方法及其应用，属于生物医药领域。本发明专利技术以三苯胺为能量给体，通过酰胺键与带有三个酰胺臂的四氮杂环相连，得到配体TPA

【技术实现步骤摘要】
一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物、合成方法及其应用


[0001]本专利技术属于生物医药领域，具体涉及一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物及其合成方法，以及其应用于对炭疽传染性疾病生物标志物的快速灵敏检测。

技术介绍

[0002]炭疽是一种严重的传染性疾病，由革兰氏阳性的杆状细菌炭疽杆菌引起，通常称为炭疽芽孢杆菌，简称炭疽孢子，可引起炭疽热，导致对生物体的致命感染。吸入104炭疽孢子，如果在24
‑
48h内没有得到有效的治疗，即可致命。炭疽孢子作为一种潜在的生物战剂，已经引起了全世界的广泛关注。2，6
‑
吡啶二羧酸(DPA)，它约占炭疽孢子干重的5
‑
15％，通常被用作炭疽孢子的生物标志物。因此，炭疽孢子检测可通过专利技术一种对2，6
‑
吡啶二羧酸快速、灵敏响应的指示剂来达到。
[0003]目前，对炭疽孢子检测大致可以分为生物方法和化学方法。生物方法分为聚合酶链反应(PCR)和免疫分析，PCR检测方法是用链聚合法扩增细菌DNA。但它们需要的试剂昂贵，预处理复杂以及测试时间长。化学方法包括高压液相色谱、表面增强拉曼光谱(SERS)、电化学检测和荧光检测，与前三种检测方法相比，荧光检测方法有快速、灵敏、高选择性以及携带方便等优点，具有较低的检测限(LOD)。
[0004]由于镧系离子独特的光物理性质，如大的stokes位移、窄的f
‑
f跃迁光谱带、长的荧光寿命，因此可以有效避免背景荧光的干扰，提高信噪比以及检测灵敏度。这些优越的光物理特性使得镧系离子在荧光检测、荧光成像和时间分辨成像等领域得到了广泛的研究。
[0005]镧系配合物用于炭疽孢子的检测已有报道，但是这些探针由于其刚性的平面结构，不可避免地会在水中产生聚集引起的猝灭(ACQ)，导致荧光损失。新型AIE镧系配合物荧光探针报道较少，在对DPA的响应下会伴随强烈的荧光增强。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足和难题，本专利技术的目的在于提供了一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物、合成方法及其应用。
[0007]本专利技术一方面提供一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物，其化学结构式如下所示：
[0008][0009]本专利技术另一方面提供上述含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物的合成方法，所述合成方法的反应式如下：
[0010][0011]所述合成方法包括以下步骤：
[0012](1)化合物2的合成：将化合物1溶解在第一溶剂中，加入碳酸钠，0℃下逐滴加入含溴乙酰溴的氯仿溶液，之后将反应混合物加热至室温，搅拌并反应一段时间，经分离提纯得到白色固体。
[0013](2)前体TPA
‑
Cy的合成：将化合物2和化合物3溶解在第二溶剂中，加入碳酸钾和适量碘化钾，搅拌回流并反应一段时间，分离提纯得到淡黄色固体。
[0014](3)TPA
‑
Cy
‑
Tb的合成：将TPA
‑
Cy溶解在第三溶剂中，搅拌下逐滴加入含TbCl3·
6H2O的甲醇溶液加热回流并过夜反应，分离提纯得到TPA
‑
Cy
‑
Tb。
[0015]优选地，步骤(1)所述的化合物1与溴乙酰溴的摩尔比为1：1
‑
1.5，步骤(2)所述的化合物2和化合物3的摩尔比为1：0.8
‑
1，步骤(3)所述的TPA
‑
Cy和Tb
3+
的摩尔比为1∶1
‑
1.2。
[0016]优选地，所诉的第一溶剂为氯仿，第二溶剂为乙腈，第三溶剂为甲醇。
[0017]优选地，步骤(1)中所述的反应时间为8h，步骤(2)中所述的反应时间为48h，步骤(3)中所述的反应时间为12
‑
24h。
[0018]优选地，所述的步骤中的提纯技术包括洗涤、萃取、过滤、干燥、重结晶和柱层析。
[0019]本专利技术公开了另一方面提供上述含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物的应用，Tb(III)配合物TPA
‑
Cy
‑
Tb制备成荧光探针，其可以定量的检测环境中炭疽孢子。在定量
检测环境中炭疽孢子时，以吡啶二甲酸(DPA)作为炭疽孢子生物标记物，TPA
‑
Cy
‑
Tb对吡啶二甲酸有荧光增强响应。
[0020]TPA
‑
Cy
‑
Tb敏化机理是：三苯胺属于聚集诱导发光染料，其可作为光敏剂，通过能量转移到Tb
3+
离子发光。
[0021]TPA
‑
Cy
‑
Tb敏化机理识别机理是：TPA
‑
Cy
‑
Tb由于配位水分子存在，基于Tb
3+
在545nm处发光很弱；TPA
‑
Cy
‑
Tb在吡啶二甲酸存在时置换配位水分子，而使基于Tb
3+
在545nm处荧光增强。
[0022]本专利技术TPA
‑
Cy
‑
Tb荧光探针用于定量检测环境中炭疽孢子原理是：通过Tb
3+
的一个配位点被具有荧光猝灭作用的水分子占据，具有AIE性质的TPA作为能量给体，然后通过DPA取代水分子所在的配位点，从而开启荧光响应，用于生物污染物炭疽孢子定量检测。
[0023]进一步地，Tb(III)配合物TPA
‑
Cy
‑
Tb制备成荧光探针对检测环境中炭疽孢子定量检测的方法为：将TPA
‑
Cy
‑
Tb溶于DMSO中配成2
×
10
‑
3 M母液，用HEPES缓冲溶液(pH＝7.4)配成20μM的TPA
‑
Cy
‑
Tb待测液，往待测液中加入20μμL自然界中的水测试其荧光强度，根据线性关系计算出吡啶二甲酸的含量，根据该物质在炭疽孢子中的比重可得到炭疽孢子的含量。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0025](1)本专利技术提供一种新型AIE镧系配合物，该结构的配合物有效地避免了在水中产生聚集引起的猝灭(ACQ)，减少了荧光损失，其在对DPA的响应下会伴随强烈的荧光增强。
[0026](2)本专利技术制备的含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物为AIE型镧系配合物，具有合成原料便宜、合成工艺简单、分离程序容易、产率高、稳定易保存等优点。
[0027](3)本专利技术将一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物用作荧光探针，它能特异性地被DPA开启荧光响应，用于炭疽孢子的定量检测，具有优良的生物应用前景。
附图说明
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物，其特征在于，所述Tb(III)配合物的化学结构如式(I)所示：2.如权利要求1所述的一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物的合成方法，其特征在于，所述合成方法以4
‑
氨基三苯胺为原料，经酰胺化和亲核取代反应得到含三苯胺的四氮杂环配体；再用三苯胺作为天线基团的四氮杂环配体与Tb
3+
配位，得到了所述Tb(III)配合物，即为TPA
‑
Cy
‑
Tb；所述TPA
‑
Cy
‑
Tb的结构式如式(I)所示；所述合成方法的反应式如下：3.根据权利要求2所述的一种含三苯胺荧光团的四氮杂环Tb(III)配合物的合成方法，其特征在于，所述合成方法包含如下步骤：(1)化合物2的合成：将化合物1溶解在第一溶剂中，加入碳酸钠后剧烈搅拌，0℃下逐滴加入含溴乙酰溴的氯仿溶液，之后将反应混合物加热至室温，搅拌进行反应，经分离提纯得到白色固体化合物2；(2)前体TPA
‑
Cy的合成：将化合物2和化合物3溶解在第二溶剂中，加入碳酸钾和适量碘化钾，搅拌回流进行反应，分离提纯得到淡黄色固体TPA
‑
Cy；(3)TPA
‑
Cy
‑
Tb的合成：将所述TPA
‑
Cy溶解在第三溶剂中，搅拌下逐滴加入含TbCl3·
6H2O的甲醇溶液加热回流过夜进行反应，分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹迁永，刘亚平，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：