【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于熒光探針，涉及一種基于fret原理檢測二氧化硫的熒光探針及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、二氧化硫(so2)是一種無色、具有刺激性氣味氣體，是大氣中常見的污染物之一。它是最簡單和最常見的硫氧化物，具有多種化學(xué)性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用。so2不僅存在于自然環(huán)境中，在火山爆發(fā)時大量釋放，而且在許多工業(yè)過程中也會產(chǎn)生，特別是在煤和石油的燃燒中。二氧化硫及其衍生物廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域。例如，在釀酒過程中，二氧化硫常被用作防腐劑來延長葡萄酒的保質(zhì)期，二氧化硫會與葡萄酒中的多酚發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致葡萄酒的風(fēng)味和顏色發(fā)生變化。美國食品藥品監(jiān)督管理局(fda)要求，亞硝酸鹽含量超過10mg/kg的食品必須貼上標(biāo)簽；日本將含鹽蔬菜、淀粉和其他食品的二氧化硫衍生物含量限制在30mg/kg；德國將大蒜制品的二氧化硫衍生物含量限制在50mg/kg。二氧化硫可在上呼吸道潮濕的黏膜上產(chǎn)生具有腐蝕性的亞硫酸鹽，可損傷氣管和肺，進而可能引起各種呼吸道炎癥。此外，二氧化硫可被血液吸收，還會影響碳水化合物和蛋白質(zhì)的代謝，對胃腸道、肝腎、心臟等器官造成損害，長期暴露或攝入so2還可能導(dǎo)致人類癌癥。因此，近年來研究可靠、快速、便捷的方法來檢測so2的方法持續(xù)增長。
2、熒光探針，具有靈敏度高、特異性強、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強、壽命長等優(yōu)點的實時檢測平臺，很好地滿足了測試場景。特別是熒光探針的出現(xiàn)為體內(nèi)so2濃度的監(jiān)測提供了新的平臺。與傳統(tǒng)的“開關(guān)”熒光探針相比，基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ict)和熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fret)原理的雙熒光團熒光
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于fret原理檢測二氧化硫的熒光探針及其制備方法與應(yīng)用。本專利技術(shù)提供的熒光探針為以香豆素結(jié)構(gòu)衍生物為熒光供體，半花菁染料作為受體，通過哌嗪連接，并以碳碳雙鍵作為反應(yīng)位點。
2、專利技術(shù)思路：香豆素及其衍生物作為一類典型的熒光基團，具有發(fā)光性能好、穩(wěn)定性高、易于合成等優(yōu)點；1-乙基-2,3,3-三甲基-3h-吲哚具有能與4-二甲氨基苯甲醛縮合形成ict效應(yīng)，發(fā)出紅色熒光的特性。因此，本專利技術(shù)以香豆素結(jié)構(gòu)衍生物為熒光供體，半花菁染料作為受體，通過哌嗪連接，以邁克爾加成反應(yīng)為基礎(chǔ)設(shè)計了“香豆素衍生物-哌嗪-吲哚”的化合物結(jié)構(gòu)，初始探針呈現(xiàn)受體的紅色熒光，加入na2so3后，在受體的c＝c部分發(fā)生加成反應(yīng)，阻斷受體的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)，紅色熒光消失，熒光共振能量轉(zhuǎn)移過程被阻，轉(zhuǎn)變?yōu)楣w的綠色熒光發(fā)射，從而實現(xiàn)對二氧化硫的檢測。
3、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
4、本專利技術(shù)公開了一種中間體i，所述中間體i的結(jié)構(gòu)式如下所示：
5、
6、進一步地，本專利技術(shù)公開了上述中間體i的制備方法，香豆素343與4-哌嗪-1-苯甲醛在縮合劑和催化劑的作用下進行偶聯(lián)反應(yīng)，即得中間體i；
7、
8、在一些實施例中，所述縮合劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯中的任意一種；所述的催化劑為4-二甲氨基吡啶和n,n-二異丙基乙胺中的任意一種。
9、在一些實施例中，優(yōu)選地，所述縮合劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽；所述的催化劑為4-二甲氨基吡啶。
10、在一些實施例中，所述香豆素343與4-哌嗪-1-苯甲醛、縮合劑、催化劑的摩爾比為0.8～1.2：1.2～2.0：1.0～2.0：0.1～0.2；所述偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為-10～10℃。
11、在一些實施例中，優(yōu)選地，所述香豆素343與4-哌嗪-1-苯甲醛、縮合劑、催化劑的摩爾比為1.0：1.2：1.5：0.2；所述偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為0℃。
12、其中，所述偶聯(lián)反應(yīng)中所用的溶劑優(yōu)選為二氯甲烷和n,n-二甲基甲酰胺中的任意一種或兩種的組合，優(yōu)選為二氯甲烷；溶劑的用量無特殊要求，將原料溶解分散或溶解均勻即可。
13、上述的中間體i在制備基于fret原理檢測二氧化硫的熒光探針中的應(yīng)用也在本專利技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。
14、更進一步地，本專利技術(shù)公開了一種基于fret原理檢測二氧化硫的熒光探針，所述基于fret原理檢測二氧化硫的熒光探針的結(jié)構(gòu)式如下式iii所示：
15、
16、其中，x為f、cl或i。
17、更進一步地，本專利技術(shù)公開了上述的基于fret原理檢測二氧化硫的熒光探針的制備方法，中間體i與化合物ii在堿的作用下進行邁克爾加成反應(yīng)，即得熒光探針；
18、
19、其中，x為f、cl或i，優(yōu)選為i。
20、在一些實施例中，所述堿為哌啶。
21、在一些實施例中，所述中間體i與化合物ii的摩爾比1.0：1.0～1.5。
22、在一些實施例中，優(yōu)選地，所述中間體i與化合物ii的摩爾比1.0：1.0。
23、其中，所述邁克爾加成反應(yīng)中堿的用量為微量，優(yōu)選地，1mmol中間體i為原料，使用0.8mmol～1.2mmol堿即可。
24、其中，所述邁克爾加成反應(yīng)的反應(yīng)溫度為所用溶劑的回流溫度。
25、其中，所述邁克爾加成反應(yīng)中所用的溶劑優(yōu)選為乙醇和甲醇中的任意一種或兩種的組合，優(yōu)選為乙醇；溶劑的用量無特殊要求，將原料溶解分散或溶解均勻即可。
26、上述的基于fret原理檢測二氧化硫的熒光探針在檢測水體和/或生物體內(nèi)和/或生物體外二氧化硫中的應(yīng)用也在本專利技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。
27、有益效果：
28、(1)本專利技術(shù)針對二氧化硫開發(fā)的熒光探針，在二氧化硫存在下對應(yīng)的熒光顏色及強度發(fā)生變化，可用于二氧化硫的檢測，大大降低外部條件的干擾，提高檢測準(zhǔn)確度，實驗結(jié)果表明，本專利技術(shù)提供的探針對na2so3的檢出限約為22nm，表明該探針對na2so3具有較高的靈敏度。
29、(2)本專利技術(shù)提供的熒光探針可用于細胞內(nèi)的檢測，這對深入研究二氧化硫在生物體內(nèi)的產(chǎn)生、遞送及沉積等過程的動力學(xué)機理，進一步了解二氧化硫的生理和毒理作用具有重要意義。
30、(3)本專利技術(shù)提供的探針制備工藝簡單，操作簡便，結(jié)構(gòu)新穎，為二氧化硫的檢測提供了新的思路。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種中間體I，其特征在于，所述中間體I的結(jié)構(gòu)式如下所示：
2.權(quán)利要求1所述的中間體I的制備方法，其特征在于，香豆素343與4-哌嗪-1-苯甲醛在縮合劑和催化劑的作用下進行偶聯(lián)反應(yīng)，即得中間體I；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述縮合劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯中的任意一種；所述的催化劑為4-二甲氨基吡啶和N,N-二異丙基乙胺中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述香豆素343與4-哌嗪-1-苯甲醛、縮合劑、催化劑的摩爾比為0.8～1.2：1.2～2.0：1.0～2.0：0.1～0.2；所述偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為-10～10℃。
5.權(quán)利要求1所述的中間體I在制備基于FRET原理檢測二氧化硫的熒光探針中的應(yīng)用。
6.一種基于FRET原理檢測二氧化硫的熒光探針，其特征在于，所述基于FRET原理檢測二氧化硫的熒光探針的結(jié)構(gòu)式如下式III所示：
7.權(quán)利要求6所述的基于FRET原理
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述堿為哌啶。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述中間體I與化合物II的摩爾比1：1.0～1.5。
10.權(quán)利要求6所述的基于FRET原理檢測二氧化硫的熒光探針在檢測水體和/或生物體內(nèi)和/或生物體外二氧化硫中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種中間體i，其特征在于，所述中間體i的結(jié)構(gòu)式如下所示：
2.權(quán)利要求1所述的中間體i的制備方法，其特征在于，香豆素343與4-哌嗪-1-苯甲醛在縮合劑和催化劑的作用下進行偶聯(lián)反應(yīng)，即得中間體i；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述縮合劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯中的任意一種；所述的催化劑為4-二甲氨基吡啶和n,n-二異丙基乙胺中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述香豆素343與4-哌嗪-1-苯甲醛、縮合劑、催化劑的摩爾比為0.8～1.2：1.2～2.0：1.0～2.0：0.1～0.2；所述偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為-10～10℃。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊文革，胡國星，孟現(xiàn)騰，胡永紅，王志，李吉祥，王梓騰，
申請(專利權(quán))人：南京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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