專利名稱：雙功能有機(jī)配體2,4,6-吡啶三甲酸、其水溶性稀土熒光標(biāo)記材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熒光免疫分析及生物檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種雙功能雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶三甲酸、其水溶性稀土熒光標(biāo)記材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
基于稀土熒光標(biāo)記材料長(zhǎng)壽命熒光特征而建立起來(lái)的時(shí)間分辨熒光生物檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò)20 多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為最靈敏的生物檢測(cè)技術(shù)之一，呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì)，已廣泛應(yīng) 用于標(biāo)記免疫分析、核酸測(cè)定、疾病診斷、細(xì)菌、病毒、微生物的檢測(cè)等。而時(shí)間分辨熒光 生物檢測(cè)技術(shù)的核心技術(shù)之一就是用作生物分子標(biāo)記的稀土熒光標(biāo)記材料的開(kāi)發(fā)，只有不斷 地開(kāi)發(fā)出新型的稀土熒光標(biāo)記材料，才能不斷地完善和提高時(shí)間分辨熒光生物檢測(cè)技術(shù)。
但是由于生物樣品的高度復(fù)雜性，對(duì)標(biāo)記用的稀土熒光標(biāo)記材料往往有很高的要求，例 如較大的熒光量子產(chǎn)率和摩爾吸光系數(shù)，自身具有良好的水溶性、穩(wěn)定性，合成簡(jiǎn)便，易于 生物分子標(biāo)記，對(duì)所標(biāo)記的生物分子的影響盡可能小等。因此新型稀土熒光標(biāo)記材料的設(shè)計(jì) 和制備是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的研究工作，它不僅是后續(xù)的生物分子標(biāo)記和進(jìn)行時(shí)間分辨熒 光高靈敏度檢測(cè)的基礎(chǔ)，也是提高、改進(jìn)和完善時(shí)間分辨熒光生物檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶三甲酸。 本發(fā)明的目的之二在于提供該有機(jī)配體的制備方法。
本發(fā)明的目的之三在于提供該有機(jī)配體與稀土金屬Ei^+和iV+形成的兩種稀土熒光標(biāo)記 材料PTA: Eu3+和PTA: Tb3+。
本發(fā)明的目的之三在于該提供稀土熒光標(biāo)記材料的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案為
一種雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶三甲酸，其特征在于該有機(jī)配體的結(jié)構(gòu)式為<formula>formula see original document page 4</formula>一種制備上述的雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶三甲酸的方法，其特征在于該方法的具體步 驟為將2， 4， 6-三甲基吡啶溶于去離子水中，室溫?cái)嚢柘戮徛尤胙趸瘎㎏Mn04，并控制 加入時(shí)間為1.5 2.5小時(shí)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)10~15 h， 40 50'C下攪拌反應(yīng)10~15小時(shí)，趁熱過(guò) 濾，熱水洗滌，調(diào)節(jié)濾液的pH值為1~2，此時(shí)有白色固體析出，過(guò)濾，冷水洗滌，95'C下緩 慢滴加2mol/L鹽酸至白色固體溶解，趁熱過(guò)濾，0-5'C下靜置有白色固體析出，即為雙功能 有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶三甲酸PTA。
一種水溶性稀土熒光標(biāo)記材料，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶 三甲酸為配體，其特征在于該稀土熒光標(biāo)記材料的結(jié)構(gòu)式為
a.三(2， 4, 6-吡啶三甲酸)合銪(III)酸鈉二元配合物，艮卩Na6[Eu(PTA)3]，具體結(jié) 構(gòu)為<formula>formula see original document page 5</formula>
b.三(2， 4， 6-吡啶三甲酸)合鋱(III)酸鈉二元配合物，即Na6[Tb(PTA)3]，具體結(jié) 構(gòu)為COONa
COONa
NaOOC
一種制備上述的稀土熒光標(biāo)記材料的方法，其特征在于該方法的具體步驟為將2， 4，
6-吡啶三甲酸PTA溶于2 mol/L鹽酸溶液中，待固體全部溶解后，緩慢滴加EuCls水溶液或 TbCl3水溶液；其中EuCl3或TbCb與PTA的摩爾比為1: 3;調(diào)節(jié)溶液pH至8 9， 40 60°C 水浴攪拌8小時(shí)，過(guò)濾，室溫下靜置待其析出后，洗滌，真空干燥，得白色固體Na6[Eu(PTA)3] 或Na^[Eu(PTA)3]。
本發(fā)明所制備的稀土熒光標(biāo)記材料PTA: Eu3+和PTA: iV+具有很強(qiáng)的熒光強(qiáng)度和較大 的熒光量子產(chǎn)率、良好的水溶性、穩(wěn)定性，因而易于作生物分子標(biāo)記、對(duì)所標(biāo)記的生物分子 的影響小，可應(yīng)用于標(biāo)記免疫分析、核酸測(cè)定、疾病診斷、細(xì)菌、病毒、微生物的檢測(cè)等。；
本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低且設(shè)備投資少，不使用有機(jī)溶劑，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污 染；因此在拓展其應(yīng)用范圍方面具有實(shí)際意義。


圖1為Na6[Eu(PTA)3]在固體狀態(tài)下的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜(5300PC,低靈敏度，激發(fā)和 發(fā)射狹縫均為1.5nm)。其中(a)為激發(fā)光譜；(b)為發(fā)射光譜。
圖2為Na6[Tb(PTA)3]在固體狀態(tài)下的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜(5300PC,低靈敏度，激發(fā)和 發(fā)射狹縫均為1.5nm)。其中(a)為激發(fā)光譜；(b)為發(fā)射光譜。
具體實(shí)施例方式
以下用實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。
實(shí)施例一雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶三甲酸(PTA)的具體制備方法如下
以2， 4， 6-三甲基R比啶(純度為99.99%)和KMn04(A.R.)為原料，將2， 4， 6-三甲基吡 啶與去離子水按體積比1: 20混合，室溫?cái)嚢?，稱取適量KMn04緩慢加入上述混合溶液中(控 制加入時(shí)間為2h)，之后室溫?cái)嚢?0 15h, 40 50。C下攪拌10~15h，趁熱過(guò)濾，熱水洗滌三 次，濾液用HCl溶液調(diào)至pH二1 2，白色固體析出，過(guò)濾，冷水洗滌三次，95。C下緩慢滴加 HC1直至大部分白色固體溶解，趁熱過(guò)濾，0-5'C下靜置有白色固體(PTA)析出。產(chǎn)率54.5%， m.p. 232.8°C (分解)，該化合物的結(jié)構(gòu)是
元素分析C8H5N06，實(shí)驗(yàn)值(理論值)C: 38.62 (45.51)， N: 5.64 (6.63), H: 3.65(2.39),C/N :6.85(6.86).IR(KBr)/cm.1:3501.8(vC00.H),3157.7(vc.H), 1729.6(vc-0), 1701.7(vc=0), 16
14.9(vc=N,inPy), 1568.6 (vc《,inPy) H NMR (DMSO, 5 /ppm) : 5 H 8.52(s , 2H , py)。
實(shí)施例二 N06[EU(PTA)3] 18H20的具體制備方法如下
將1.2 mmol PTA溶于少量稀HC1溶液中，待固體全部溶解后，加去離子水使體系總體積 達(dá)到50 mL。然后將2.0 mL(0.4 mmol) EuCl3水溶液緩慢滴加到上述PTA溶液中，用1.0 moll;1 NaOH水溶液將pH調(diào)至8~9左右，60'C水浴攪拌8小時(shí)，室溫下靜置數(shù)天，析出無(wú)色晶體 Na6[Eu(PTA)3] 18H20，產(chǎn)率60%。
元素分析EuNa6C24H6N3018 (Na6[Eu(PTA)3])，實(shí)驗(yàn)值(理論值)C: 23.2 (34.10)， N: 3.41 (4.97), H: 3.28 (0.72)， C / N 6.80 (6.86). IR(KBrycm-1: 3427.1(vc—， 1618.3(vc=0)，1365.8 (vc=。)， 1556,4(vc=N,inPy),1439.9(vc=c，inPy) ， 467.4(vEu—0).
實(shí)施例三Na6[Tb(PTA)3] 18H20的具體制備方法如下
本制備方法與實(shí)施例二中Na6[Eu(PTA)3] 18H20的制備方法基本相同，所不同的是將 實(shí)施例二中的EuCl3水溶液換成TbCl3水溶液。
元素分析:TbNa6C24H6N3Chs (Na6[Tb(PTA)3])，實(shí)驗(yàn)值(理論值)C: 23.1 (33.82)， N: 3.38 (4.93), H: 3.28 (0.71), C / N 6.84 (6.86). IR( KBr)/cm": 3441.5(vcoo—H), 1625.6 (vc=0)， 1366.8(vc=0), 1557.2(vc=N,inPy), 1436.6(vc=c,inPy) , 455.7(vEu.0) , 405.3(vEu.N)。
參見(jiàn)圖1和圖2，從圖中可以得出本發(fā)明合成的稀土熒光標(biāo)記材料雙功能基
Na6[Eu(PTA)3] 18即在紫外光的激發(fā)下，發(fā)出強(qiáng)烈的E,特征的紅色熒光，最強(qiáng)發(fā)射峰位于 618咖；稀土熒光標(biāo)記材料雙功能基Na6[Tb(PTA)3] 18H20在紫外光的激發(fā)下，發(fā)出強(qiáng)烈的 化3+特征的綠色熒光，最強(qiáng)發(fā)射峰位于543 nm。
權(quán)利要求
1. 一種雙功能有機(jī)配體2，4，6-吡啶三甲酸，其特征在于該有機(jī)配體的結(jié)構(gòu)式為
2. —種制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶三甲酸的方法，其特征在于 該方法的具體步驟為將2， 4， 6-三甲基吡啶溶于去離子水中，室溫?cái)嚢柘戮徛尤胙趸?齊[jKMn04，并控制加入時(shí)間為1.5~2.5小時(shí)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)10-15 h， 40 5(TC下攪拌反應(yīng) 10~15小時(shí)，趁熱過(guò)濾，熱水洗滌，調(diào)節(jié)濾液的pH值為1~2，此時(shí)有白色固體析出，過(guò) 濾，冷水洗滌，95'C下緩慢滴加2 mol/L鹽酸溶液至白色固體溶解，趁熱過(guò)濾，0 5'C下 靜置有白色固體析出，即為雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶三甲酸PTA。
3. —種水溶性稀土熒光標(biāo)記材料，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙功能有機(jī)配體2， 4， 6-吡啶 三甲酸為配體，其特征在于該稀土熒光標(biāo)記材料的結(jié)構(gòu)式為a.三(2， 4， 6-吡啶三甲酸)合銪(III)酸鈉二元配合物，即Na6[Eu(PTA)3]，具體結(jié)構(gòu)為<formula>formula see original document page 2</formula>b.三(2， 4， 6-吡啶三甲酸)合鋱(III)酸鈉二元配合物，即Na6[Tb(PTA)3]，具體結(jié)構(gòu)為<formula>formula see original document page 3</formula>
4. 一種制備根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土熒光標(biāo)記材料的方法，其特征在于該方法的具體步驟 為將2， 4， 6-吡啶三甲酸PTA溶于2mol/L鹽酸溶液中，待固體全部溶解后，緩慢滴加 EuCl3水溶液或TbCl3水溶液；其中EuCl3或TbCl3與PTA的摩爾比為1: 3;調(diào)節(jié)溶液pH 至8 9， 40 6(TC水浴攪拌8小時(shí)，過(guò)濾，室溫下靜置待其析出后，洗滌，真空干燥，得 白色固體Na6[Eu(PTA)3]或Na6[Eu(PTA)3]。
全文摘要
本發(fā)明涉及兩種新型稀土熒光標(biāo)記材料PTA:Eu³⁺和PTA:Tb³⁺及其制備方法，該稀土熒光標(biāo)記材料由雙功能有機(jī)配體2，4，6-吡啶三甲酸(PTA)分別和EuCl₃和TbCl₃在水介質(zhì)中以摩爾比3∶1配位反應(yīng)制得。該標(biāo)記材料其制備工藝簡(jiǎn)單、所用原料成本低且設(shè)備投資少，因此在拓展其應(yīng)用范圍方面具有實(shí)際意義。另外由于其具有很強(qiáng)的熒光強(qiáng)度、良好的水溶性及穩(wěn)定性、易于生物分子標(biāo)記、對(duì)所標(biāo)記的生物分子的影響小等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于標(biāo)記免疫分析、核酸測(cè)定、疾病診斷、細(xì)菌、病毒、微生物的檢測(cè)等。
文檔編號(hào)C07D213/79GK101445480SQ20091004481
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2009年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月4日
發(fā)明者任媛媛, 安保禮 申請(qǐng)人:上海大學(xué)