【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机光电材料。具体涉及一类磷光开启型生物正交铱配合物探针及其制备方法，以及其在生物标记与成像领域的应用。
技术介绍
1、生物正交反应是指能够在生物体系中进行、且不会与天然生物化学过程相互干扰的一类化学反应。生物正交反应的存在对人类生命科学研究起到了至关重要的推动作用，在生物成像、医药研究、临床诊疗等多个领域展现出了广阔的应用前景。生物正交化学反应过程引进的两种分子都不会影响各自在体内的代谢，也不会和其他分子结合，但是要求两个被引进生物体内的分子要有足够快的反应速度，这样才能让想要标记的分子在被代谢之前被标记上。
2、由一价铜离子催化的叠氮-炔烃环加成反应(cuaac)是发展最早、同样也是应用最广泛的生物正交反应之一，该反应具有高效性和相对快速的动力学，已经被广泛应用于生物正交领域。呋喃-2(3h)-酮衍生物可在无催化剂条件下与二酮发生快速的生物正交反应，具有较高的反应速率，其二级速率常速高达119m-1s-1，并可与环张力诱导的叠氮-炔基环加成反应和基于逆电子需求的狄尔斯-阿尔德反应(iedda)机制的生物正交反应联用。
3、磷光开启型(turn-on)探针是指没发生生物正交反应前发光处于猝灭状态，与生物正交单元发生特定反应后能导致发光开启的探针。由于反应前后具有明显的发光信号比，所以在细胞成像时将此类探针用于标记并识别生物分子将有效减少背景信号干扰，效果明显。
4、磷光金属铱配合物作为一种优秀的磷光过渡金属配合物，其拥有量子效率高、发射波长可调以及斯托克斯位移大等优异的光物理性
5、基于上述内容推断，如能将二酮单元成功引入磷光金属铱配合物中，利用二酮单元能与呋喃-2(3h)-酮衍生物等生物正交单元发生生物正交反应的特性使得铱配合物发光开启，将有望高效实现活细胞内对目标分子的动态示踪。设计、合成这类配合物也能为发展新型磷光开启型生物正交探针提供新的思路，有望在生理环境下、用于对一系列生物分子及细胞器进行动态可视化示踪。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的不足，提供一类磷光开启型生物正交铱配合物探针及其制备和应用。通过将具有吸电子能力且能够发生生物正交反应的二酮单元直接共轭连接到激发态性质丰富的磷光金属铱配合物的c^n配体上，使复合后的配合物与生物正交单元-当归内酯发生反应后能导致配合物出现发光从无到有的转变，有助于在细胞成像中高效识别和标记生物分子。
2、本专利技术的技术方案为：一类磷光开启型生物正交铱配合物探针，结构通式如下：
3、
4、其中，r为-h、-ch3、苯基、-ch＝ch2中的任意一种；
5、n^n配体为下列结构中的任意一种：
6、
7、上述磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备路线如下：
8、
9、该类铱配合物的合成步骤为：
10、1)将苯并[h]喹啉衍生物和i2o5溶于醋酸溶液中，搅拌回流反应，加入去离子水沉淀产物后，后处理得到苯并[h]喹啉-5,6-二酮；
11、2)称取苯并[h]喹啉-5,6-二酮和三水合三氯化铱，惰性气体保护下加入乙二醇乙醚水溶液中氮气保护下搅拌回流反应，得到铱氯桥二聚体；
12、3)铱氯桥二聚体与n^n配体混合，以二氯甲烷和甲醇为混合溶剂，加热反应，室温条件下加入六氟磷酸钾进行离子交换，提纯得到磷光铱配合物。
13、进一步地，步骤1)中，苯并[h]喹啉衍生物和i2o5的摩尔比为1:1.2～1.25。
14、进一步地，步骤1)中，回流反应温度为110-120℃、反应时间为3～4h。
15、进一步地，步骤2)中，苯并[h]喹啉-5,6-二酮和三水合三氯化铱的摩尔比为2～2.5:1。
16、进一步地，步骤2)中，回流反应在室温下进行、时间为20～24h。
17、进一步地，步骤3)中，二氯甲烷和甲醇的体积比为1～3:1。
18、进一步地，步骤3)中，加热反应温度为40～45℃、时间为6-18h。
19、上述磷光开启型生物正交铱配合物探针可应用在生物标记与成像中，该类铱配合物与生物正交单元当归内酯反应后，呈现磷光开启的现象。
20、上述磷光开启型生物正交铱配合物探针可应用在活细胞成像中，能够用于识别并标记生物体内的蛋白质、核酸以及多糖等生物分子。
21、本专利技术的有益效果是：
22、1.本申请公开的生物正交铱配合物探针以苯并[h]喹啉-5,6-二酮衍生物作为c^n配体，苯并[h]喹啉-5,6-二酮衍生物与三水合三氯化铱进行配位反应得到环金属化铱氯桥二聚体后再与n^n配体反应即可得到该类铱配合物探针，此类探针与生物正交单元-当归内酯反应后可改变配合物的激发态能级而影响其光物理性质，达到磷光从无到有开启的效果，因而该类探针属于真正的磷光开启型生物正交探针；
23、2.由于本申请公开的是磷光开启型生物正交探针，所以其与生物正交单元-当归内酯反应前、后会呈现明显的发光信号比，该特征能最大限度地减少背景信号干扰，便于细胞成像与生物分子识别；
24、3.本申请公开的磷光开启型生物正交铱配合物探针的合成思路简单，合成效率高，且该类生物正交反应具有反应速率快、反应选择性高等优点，可为发展新型磷光开启型生物正交材料提供新的思路，在生物标记与成像领域有着良好的应用前景。
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1.一类磷光开启型生物正交铱配合物探针，其特征在于，结构通式如下：
2.如权利要求1所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，制备路线如下：
3.如权利要求2所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，合成步骤为：
4.如权利要求3所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，步骤1)中，苯并[h]喹啉衍生物和I2O5的摩尔比为1:1.2～1.25。
5.如权利要求3所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，步骤1)中，回流反应温度为110-120℃、反应时间为3～4h。
6.如权利要求3所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，步骤2)中，苯并[h]喹啉-5,6-二酮和三水合三氯化铱的摩尔比为2～2.5:1。
7.如权利要求3所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，步骤2)中，回流反应在室温下进行、时间为20～24h。
8.如权利要求3所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于
9.如权利要求9所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，步骤3)中，加热反应温度为40～45℃、时间为6-18h。
10.如权利要求1所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针在生物标记与成像中的应用，其特征在于，该类铱配合物与生物正交单元当归内酯反应后，呈现磷光开启的现象。
...【技术特征摘要】
1.一类磷光开启型生物正交铱配合物探针，其特征在于，结构通式如下：
2.如权利要求1所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，制备路线如下：
3.如权利要求2所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，合成步骤为：
4.如权利要求3所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，步骤1)中，苯并[h]喹啉衍生物和i2o5的摩尔比为1:1.2～1.25。
5.如权利要求3所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，步骤1)中，回流反应温度为110-120℃、反应时间为3～4h。
6.如权利要求3所述的磷光开启型生物正交铱配合物探针的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张寅，陈依凡，张大坤，曹雨欣，戴佩伶，强轲迪，赵强，刘淑娟，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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