System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种近红外亚铁离子荧光探针及其制备和应用制造技术_技高网

一种近红外亚铁离子荧光探针及其制备和应用制造技术

技术编号:44085509 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-21 12:23
本发明专利技术公开了近红外铁离子荧光探针及其制备和应用,属于分析化学和生物技术领域。本发明专利技术公开的荧光探针的激发和发射波长都位于近红外区,对亚铁离子优异的选择性能,并且能实现对细胞内源性和外源性亚铁离子快速检测,能够有效避免样本自体荧光的干扰,提高信噪比;该探针能够定位于线粒体,对于研究线粒体内的亚铁离子动态和功能至关重要,探针能实时、快速成像肿瘤细胞内外源性亚铁离子,展现良好生物荧光成像应用前景,为肿瘤研究提供有力工具,有助于揭示亚铁离子在肿瘤中的作用,评估靶向治疗疗效,优化治疗方案。在肿瘤诊断、治疗监测及预后评估等方面具有潜在临床价值,同时在生物医学研究与临床诊断中展现重要技术效果与广泛应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分析化学和生物,具体而言,涉及一种近红外亚铁离子荧光探针及其制备和应用


技术介绍

1、铁作为人体必需的微量元素,在生物体内发挥着不可或缺的作用。其氧化还原活性是多种生物过程(如氧运输、电子传递和酶催化)的关键。细胞内的亚铁离子(fe2+)浓度失衡,尤其是在线粒体、溶酶体等细胞器中,与神经退行性疾病、癌症等多种疾病的发生和发展密切相关,当细胞内的铁稳态失衡时,会导致有害活性氧(ros)的释放,进而引发氧化应激和细胞损伤。这种失衡与多种疾病的发生和发展密切相关,包括神经退行性疾病、癌症等。

2、为了准确监测细胞内亚铁离子的浓度,科学家们开发了多种检测方法。传统的方法,如电化学检测方法、原子吸收光谱法(aas)和电感耦合等离子体质谱法(icpms)等,虽然具有较高的准确性,但操作复杂且需要昂贵的设备,这限制了它们在实时监测和生物成像方面的应用。

3、近年来,随着生物荧光技术的快速发展,荧光探针因其操作简便、成本低廉、检测结果直观等优点,逐渐成为检测细胞内亚铁离子的有力工具。荧光探针通过与亚铁离子特异性结合,产生明显的荧光信号变化,从而实现对亚铁离子的高灵敏度和高选择性检测。尽管现有的荧光探针在检测亚铁离子方面取得了一定的进展,但仍存在一些问题,如选择性不够高、灵敏度有待提升等。因此,开发一种具有高选择性、高灵敏度且能在生物体中实时成像的亚铁离子荧光探针,对于深入了解铁的生物学功能、揭示铁失衡与疾病的关系以及指导相关疾病的诊断和治疗具有重要意义。


技术实现思路</p>

1、针对现有亚铁离子荧光探针在检测过程中存在的选择性不够高、灵敏度有待提升的问题,本专利技术旨在于提供开发一种具有高选择性、高灵敏度且能在生物体中实时成像的亚铁离子荧光探针,以实现对亚铁离子的准确监测,进一步深入了解铁的生物学功能及其与疾病的关系。

2、为了达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:

3、本专利技术提供一种近红外亚铁离子荧光探针,所述荧光探针结构如下:

4、。

5、本专利技术提供上述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,包括:

6、s1,氩气保护,5-溴水杨醛与碳酸铯混合后,与2-溴环己-1-烯-1-甲醛溶解反应,萃取,有机层干燥,柱层析纯化制备化合物1;

7、所述化合物1的结构式为:;

8、;

9、s2,氩气保护,将s1化合物1与1-乙基-2-甲基碘化喹啉鎓混合,加入溶剂反应,减压抽滤,干燥获得化合物2;

10、所述化合物2的结构式为:;

11、;

12、s3,氮气保护,将s2获得的化合物2、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶 1-氧自由基、碳酸铯、2-二环己膦基-2'-(n,n-二甲胺)联苯和三二亚苄基丙酮二钯混合反应,萃取,干燥,柱层析纯化获得近红外亚铁离子荧光探针;

13、。

14、s1中,所述5-溴水杨醛、碳酸铯和2-溴环己-1-烯-1-甲醛的摩尔比为4~5:10~12:1,反应温度为24℃~26℃,反应时间为10~14 h;所述萃取采用的溶剂为水和二氯甲烷,所述柱层析纯化采用的流动相为体积比为20:1的石油醚和乙酸乙酯。

15、s2中,所述化合物1与1-乙基-2-甲基碘化喹啉鎓的摩尔比为1:1~2,所述溶剂为乙酸酐,反应温度为100 ℃~120 ℃,反应时间为8 h~12 h。

16、s3中,所述化合物2、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶 1-氧自由基、碳酸铯、 2-二环己膦基-2'-(n,n-二甲胺)联苯和三二亚苄基丙酮二钯的摩尔比为1:5~6:2~3:0.1~0.2:0.1~0.2,反应温度为90 ℃~110 ℃,反应时间为5 h~7 h。

17、s3中,所述萃取采用水和二氯甲烷为溶剂,所述柱层析纯化采用体积比为45:1的二氯甲烷和甲醇为流动相。

18、本专利技术提供上述近红外亚铁离子荧光探针在制备测量、筛选或检测亚铁离子试剂中应用,所述亚铁离子为细胞内源或外源性亚铁离子。

19、本专利技术提供上述近红外亚铁离子荧光探针在细胞荧光成像中的应用。

20、本专利技术提供一种用于检测样品中亚铁离子的存在或测定样品中的亚铁离子含量的方法,其包括:

21、(1)采用上述试剂盒使近红外亚铁离子荧光探针与样品接触以形成荧光化合物;

22、(2)测定所述荧光化合物的荧光性质。

23、与现有技术相比,本专利技术取得如下技术效果:

24、本专利技术提供的近红外亚铁离子荧光探针,该探针激发和发射波长均位于近红外区域,这一特性使得该探针在生物组织中的穿透能力更强,减少了光散射和背景噪音,提高了成像的清晰度和深度;具有较大的斯托克斯位移,意味着激发光和发射光之间的波长差异大,这有助于减少激发光的干扰,提高信号的信噪比;能够定位于线粒体,线粒体是细胞内的主要能量生产者和亚铁离子代谢的重要场所,对于研究线粒体内的亚铁离子动态和功能具有重要意义;可以与其他商业染料共同使用而不产生信号干扰,这增加了其在复杂生物环境中的应用灵活性;可以实现在肿瘤细胞内外源性亚铁离子实时、快速的细胞荧光成像,表明其在生物荧光成像领域具有良好的应用前景。

25、本专利技术提供的近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,通过多步有机合成反应制备,反应条件温和易于控制,且纯化步骤简单,适合大规模生产;原料易得,成本低,适合大规模生产,有利于探针的实际应用和推广。

26、本专利技术提供的近红外亚铁离子荧光探针的应用,该探针可以实现对肿瘤细胞内外源性亚铁离子的实时、快速细胞荧光成像,为肿瘤生长、转移和治疗的研究提供了有力的工具,通过成像,可以深入了解肿瘤生长、转移和治疗的分子机制,有助于揭示亚铁离子在肿瘤发展中的作用,可用于评估肿瘤靶向治疗的疗效,为肿瘤治疗方案的优化和调整提供依据,在肿瘤的早期诊断、分期、治疗监测和预后评估等方面具有潜在的临床应用价值,同时在生物医学研究和临床诊断中也具有重要的技术效果和广泛的应用前景。

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【技术保护点】

1.一种近红外亚铁离子荧光探针,其特征在于,所述荧光探针结构如下:

2.权利要求1所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,包括:

3.根据权利要求2所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,S1中,所述5-溴水杨醛、碳酸铯和2-溴环己-1-烯-1-甲醛的摩尔比为4~5:10~12:1,反应温度为24℃~26℃,反应时间为10~14 h;所述萃取采用的溶剂为水和二氯甲烷,所述柱层析纯化采用的流动相为体积比为20:1的石油醚和乙酸乙酯。

4.根据权利要求2所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,S2中,所述化合物1与1-乙基-2-甲基碘化喹啉鎓的摩尔比为1:1~2,所述溶剂为乙酸酐,反应温度为100 ℃~120 ℃,反应时间为8 h~12 h。

5.根据权利要求2所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,S3中,所述化合物2、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶 1-氧自由基、碳酸铯、 2-二环己膦基-2'-(N,N-二甲胺)联苯和三二亚苄基丙酮二钯的摩尔比为1:5~6:2~3:0.1~0.2:0.1~0.2,反应温度为90℃~110 ℃,反应时间为5 h~7 h。

6.根据权利要求2所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,S3中,所述萃取采用水和二氯甲烷为溶剂,所述柱层析纯化采用体积比为45:1的二氯甲烷和甲醇为流动相。

7.根据权利要求1所述近红外亚铁离子荧光探针在制备测量、筛选或检测亚铁离子试剂中应用,其特征在于,所述亚铁离子为细胞内源或外源性亚铁离子。

8.根据权利要求1所述近红外亚铁离子荧光探针在细胞荧光成像中的应用。

9.一种检测样品中亚铁离子的存在或测定样品中的亚铁离子含量的试剂盒,其特征在于,所示试剂盒包含权利要求1所述近红外亚铁离子荧光探针。

10.一种用于检测样品中亚铁离子的存在或测定样品中的亚铁离子含量的方法,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种近红外亚铁离子荧光探针,其特征在于,所述荧光探针结构如下:

2.权利要求1所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,包括:

3.根据权利要求2所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,s1中,所述5-溴水杨醛、碳酸铯和2-溴环己-1-烯-1-甲醛的摩尔比为4~5:10~12:1,反应温度为24℃~26℃,反应时间为10~14 h;所述萃取采用的溶剂为水和二氯甲烷,所述柱层析纯化采用的流动相为体积比为20:1的石油醚和乙酸乙酯。

4.根据权利要求2所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,s2中,所述化合物1与1-乙基-2-甲基碘化喹啉鎓的摩尔比为1:1~2,所述溶剂为乙酸酐,反应温度为100 ℃~120 ℃,反应时间为8 h~12 h。

5.根据权利要求2所述近红外亚铁离子荧光探针的制备方法,其特征在于,s3中,所述化合物2、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶 1-氧自由...

【专利技术属性】
技术研发人员:何炜黄雁茹兰婷田秦秦王花
申请(专利权)人:中国人民解放军空军军医大学
类型:发明
国别省市:

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