【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光分析检测，具体涉及一种水溶性萘酰亚胺基荧光染料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、黏度作为生物微环境中的一个关键变量，对生物体的新陈代谢活动有着显著的影响。在细胞层次上，黏度的变化是生理与病理状态的晴雨表，它不仅关乎细胞代谢的效率，还直接关系到细胞功能的正常发挥。异常的黏度变化能够触发微环境的失衡，进而成为囊性肾病、恶性肿瘤、阿尔茨海默病和帕金森病等一系列复杂疾病的催化剂。鉴于此，能够实时监测活细胞内黏度波动的技术在生物学与医学研究中显得尤为重要，对于疾病的早期诊断、治疗策略的制定以及预防措施的实施都具有不可替代的价值。尽管近年来，科学家们在黏度检测技术上取得了显著进展，方法多样且不断创新，但能够同时实现高精度与全面性的技术手段依然稀缺，这为科研人员提供了广阔的研究空间和挑战。
2、当前，检测黏度的传统手段主要包括振动盘式黏度计、毛细管黏度计以及振动弦黏度计等，然而这些方法存在显著局限。它们不仅需要繁琐的样品预处理过程，还会对样品本身的结构和成分造成不可逆的破坏，加之它们主要适用于宏观样本的检测，难以胜任细胞层面的精密测量任务，且单一的检测模式限制了其在复杂生物系统中的应用。相比之下，荧光探针技术则展现了显著的优势，如成本效益高、操作简便、灵敏度高、选择性强以及稳定性好，最关键的是荧光探针能够实现对活细胞内目标物质的直接、无损监测。然而，现有的黏度荧光探针大多不具备完全水溶性，这成为其在生物微环境监测中的一大短板。鉴于细胞内环境主要为水性介质，开发水溶性荧光染料，以精准追踪细胞黏度的动态变化，无疑将
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供了一种水溶性萘酰亚胺基荧光染料及其制备方法，该方法所制备的萘酰亚胺基荧光染料能够溶解在水溶液中，对于黏度的响应具有稳定性强及不被其它生物分子干扰的特点。
2、为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种水溶性萘酰亚胺基荧光染料(npp-2n+)，该萘酰亚胺基荧光染料为水溶性荧光探针，其分子结构式如下：
4、
5、本专利技术所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，具体步骤如下：
6、步骤s1，将4-溴-1,8-萘酐和3-氨基-1-丙醇溶解于乙醇中，在惰性气体保护下于80～100℃反应，反应完全后于室温静置有固体析出，固体经抽滤、冰乙醇洗涤后收集干燥得到黄褐色固体即中间化合物1；
7、步骤s2，将步骤s1得到的中间化合物1、4-甲酰基苯硼酸、碳酸钾和四三苯基膦钯溶解于四氢呋喃和水(哇哈哈饮用纯净水，以下涉及到水溶液无特殊说明均为哇哈哈饮用纯净水)的混合溶液中，在惰性气体保护下于70～80℃反应，反应完全后于室温静置后加入乙酸乙酯，用饱和氯化钠水溶液洗涤，有机相除后经柱层析提纯得到中间化合物2；
8、步骤s3，将3-溴丙基三甲基溴化铵和4-甲基吡啶溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，在惰性气体保护下于100℃搅拌反应，反应过程中有白色固体生成，冷却至室温后进行抽滤，固体用n,n-二甲基甲酰胺和二氯甲烷分别洗涤，收集固体干燥后得到中间化合物3；
9、步骤s4，将步骤s2得到的中间化合物2和步骤s3得到的中间化合物3溶解于乙醇溶液中，再加入哌啶，在惰性气体保护下于80～90℃反应，反应完全后于室温静置有固体析出，固体经抽滤、冰乙醇洗涤后收集干燥得到棕色固体即水溶性萘酰亚胺基荧光染料npp-2n+。
10、进一步限定，步骤s1中所述4-溴-1,8-萘酐和3-氨基-1-丙醇的摩尔比为1:1～1.4。
11、进一步限定，步骤s2中所述中间化合物1、4-甲酰基苯硼酸、碳酸钾和四三苯基膦钯的摩尔比为1:1～1.2:2.5～3.5:0.03～0.05，所述四氢呋喃和水的混合溶液中四氢呋喃和水的体积比为2～4:1。
12、进一步限定，步骤s4中所述中间化合物2和中间化合物3的摩尔比为1:1～1.2。
13、本专利技术所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的具体合成路线如下：
14、
15、本专利技术所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料用于不同孵育条件下细胞黏度荧光成像检测。
16、本专利技术所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料用于检测溶液或细胞内的黏度。
17、本专利技术的荧光检测机理如下：由于萘酰亚胺基荧光染料分子结构内存在具有高度空间旋转能力的基团，在低黏度的溶剂中存在一个分子内扭转电荷转移作用(twistedintramolecular charge transfer，tict)，形成扭曲的分子内电荷转移态(tict态)，从而抑制了荧光发射。然而，随着体系黏度的增加，分子空间旋转能力受到的抑制逐渐增强，阻碍了分子的内部转变，导致荧光强度发生改变，从而观察到强烈的荧光信号。
18、本专利技术与现有技术相比具有以下优点和有益效果：
19、1、本专利技术制备的水溶性萘酰亚胺基荧光染料结构新颖，合成方法简单且后处理过程无需柱层析分离提纯过程即可得到目标化合物npp-2n+。
20、2、本专利技术制备的水溶性萘酰亚胺基荧光染料具有优良的水溶性，在配制分析检测母液的过程中，无需有机溶剂助溶，可直接将npp-2n+配制为5mm的母液。
21、3、本专利技术制备的水溶性萘酰亚胺基荧光染料具有优良的稳定性，常见的金属离子、阴离子和不同溶液ph均不会对npp-2n+检测溶液黏度的荧光性能产生影响。
22、4、本专利技术制备的水溶性萘酰亚胺基荧光染料对于不同梯度黏性溶剂的变化可以表现出不同的光谱性质，可用于溶液黏度的定性和定量变化检测，有很好的灵敏性。
23、5、本专利技术制备的水溶性萘酰亚胺基荧光染料检测黏度的性能不受有机小分子、dna和类磷脂双分子层化合物dopc((r)-2,3-双(油酰氧基)丙基(2-(三甲基铵)乙基)磷酸酯)等的影响，可用于检测不同孵育条件下细胞内黏度的变化，在生物黏度微环境检测领域具有广阔的应用前景。
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1.一种水溶性萘酰亚胺基荧光染料，其特征在于：该萘酰亚胺基荧光染料为水溶性荧光探针，其分子结构式如下：
2.一种权利要求1所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述4-溴-1,8-萘酐和3-氨基-1-丙醇的摩尔比为1:1～1.4。
4.根据权利要求2所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述中间化合物1、4-甲酰基苯硼酸、碳酸钾和四三苯基膦钯的摩尔比为1:1～1.2:2.5～3.5:0.03～0.05，所述四氢呋喃和水的混合溶液中四氢呋喃和水的体积比为2～4:1。
5.根据权利要求2所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述中间化合物2和中间化合物3的摩尔比为1:1～1.2。
6.根据权利要求2所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，其特征在于具体合成路线如下：
7.权利要求1所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料用于不同孵育条件下细胞黏度荧光成像检测。
8.权利要求1所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料用于检测溶液或细胞内的黏度。
...【技术特征摘要】
1.一种水溶性萘酰亚胺基荧光染料，其特征在于：该萘酰亚胺基荧光染料为水溶性荧光探针，其分子结构式如下：
2.一种权利要求1所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，其特征在于：步骤s1中所述4-溴-1,8-萘酐和3-氨基-1-丙醇的摩尔比为1:1～1.4。
4.根据权利要求2所述的水溶性萘酰亚胺基荧光染料的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述中间化合物1、4-甲酰基苯硼酸、碳酸钾和四三苯基膦钯的摩尔比为1:1～1....
【专利技术属性】
技术研发人员：代艳鹏，黄涵，高豪婷，张向挺，李红，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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