一種新型高選擇性二價銅離子熒光探針及其制備方法與生物應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高選擇性識別金屬銅離子的熒光探針及其制備方法與生物應用， 該熒光探針能夠在水體系中專一識別二價銅離子，屬于有機小分子熒光探針領域。
【背景技術】
[0002] 銅元素是自然界中存在的一種重要的金屬化學元素，它的化學符號為Cu，電子排 布方式為銅元素廣泛分布于地殼、海洋中，銅元素在地殼中的含量 約為0.01%，在有些銅礦中含量能夠達到3% -5%。
[0003] 銅元素也是人體必需的微量元素之一，血液中銅的含量約為1. 0-1. 5mg。銅的殺菌 作用很早就被人們研宄，有些銅化合物還具有抗癌功能。生物體銅離子缺乏會引起貧血、骨 和動脈異常、甚至腦障礙等，銅元素在體內(nèi)含量升高會引起肝臟疾病、腹瀉、嘔吐、運動障礙 和知覺神經(jīng)障礙。因此在環(huán)境中和生物體中檢測銅離子的含量具有極大的應用價值。
[0004] 目前銅離子的檢測方法主要有電化學方法（Electrochemical Method)、元素分析 (EA)及等離子體-質(zhì)譜（ICP-MS)等方法，然而這些檢測方法的樣品制備過程比較復雜，檢 測過程對樣品損傷較大，而且無法實現(xiàn)對生物體的在線分析，因此，上述檢測方法的應用領 域受到限制。熒光分析方法是一類新興的檢測方法，具有檢測方法快速方便、檢測信號靈 敏、檢測限低、能夠?qū)崿F(xiàn)對生物體的在線分析等優(yōu)點，在對環(huán)境及生物體中二價銅離子的檢 測方面具有重要應用前景。
[0005] 目前的銅離子熒光探針仍存在探針的種類較少、檢測信號不夠靈敏等缺點，目前 開發(fā)的熒光探針主要是可見光熒光探針，缺乏近紅外發(fā)光的熒光探針，生物應用價值不高。 基于上述問題，開發(fā)新型銅離子熒光探針，在水體系及生物環(huán)境中檢測二價銅離子具有重 要的研宄價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種新型高選擇性二價銅離子熒光探針及其制 備方法與生物應用。
[0007] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0008] 一種新型高選擇性二價銅離子熒光探針，具有式（I)所示的結(jié)構(gòu)：
[0009]
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，式（I)所示的化合物名稱為（(2-氨基-6'-(二甲基氨基）-3-氧 代-2'，3'_二氫螺[異二氫吲哚-1，9'-咕噸]-4'（Γ氫）-亞基）甲基）苯甲腈，簡稱 CSNNH2〇
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，上述新型高選擇性二價銅離子熒光探針的制備方法，包括步驟如 下：
[0012] (1)將化合物1與對氰基苯甲醛在酸性環(huán)境中，于40-70°C反應，得到化合物2 ;
[0013] (2)將化合物2在縮合劑催化下與水合肼室溫下發(fā)生縮合反應，得到式（I)所示化 合物。
[0014] 上述式（I)所示化合物的反應路線如下：
[0015]
[0016] 根據(jù)本發(fā)明制備方法，優(yōu)選的，步驟（1)中所述的化合物1與對氰基苯甲醛的摩爾 比為1 :1_3 ;
[0017] 優(yōu)選的，酸性環(huán)境所用的酸為醋酸、醋酸酐、甲磺酸，每毫摩爾化合物1所用酸的 體積為l〇 -20ml ;
[0018] 優(yōu)選的，化合物1與對氰基苯甲醛的反應時間為2-20h。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1)中所述的化合物1按如下步驟制備得到：
[0020] 按摩爾比為I :(1-1. 5)將間N-二乙胺基氨基苯酚與鄰苯二甲酸酐溶解于苯中，于 50-70 °C反應20-30h，得白色固體；將白色固體加入到環(huán)己酮和98wt %濃硫酸的混合溶液 中，于45-55°C反應2-12h，將固體用用乙醇重結(jié)晶得到化合物1。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明所述的化合物1的制備方法，優(yōu)選的，每毫摩爾間N-二乙胺基氨基苯 酚中苯用量為10_70mL ;
[0022] 優(yōu)選的，環(huán)己酮和98wt%濃硫酸的混合溶液中，環(huán)己酮和濃硫酸的體積比為6 : (20-200)〇
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1)中反應完成后，還包括分離提純步驟，具體如下：
[0024] 將反應完成后的溶液，旋轉(zhuǎn)蒸餾除去溶劑，將固體用二氯甲烷溶解，用二氯甲烷與 甲醇的混合溶劑過柱層析分離，得到化合物2。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明制備方法，優(yōu)選的，步驟（2)中每毫摩爾化合物2水合肼的用量為 l_5ml ;
[0026] 優(yōu)選的，所述的縮合劑為BOP(苯并三氮唑-1-基氧基三（二甲基氨基）磷鑰六氟 磷酸鹽）、1-羥基苯并三氮唑、氮-二環(huán)己基碳二酰亞胺；
[0027] 優(yōu)選的，化合物2與縮合劑的摩爾用量為之比為1 :1-5 ;
[0028] 優(yōu)選的，化合物2與水合肼的反應時間為2_20h。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，上述新型高選擇性二價銅離子熒光探針應用于水體系、有機溶劑體 系或生物體中二價銅離子的檢測。以熒光增強、顏色發(fā)生明顯改變的方式檢測二價銅離子。
[0030] 本發(fā)明中，上述新型高選擇性二價銅離子熒光探針在水體系、有機溶劑體系或生 物體中能夠高選擇性識別二價銅離子，該探針本身的熒光比較微弱、加入到水或有機溶劑 后所得溶液沒有顏色，當與二價銅離子作用后，溶液的熒光顯著增強、顏色加深。
[0031] 本發(fā)明的有益效果：
[0032] 1、本發(fā)明的二價銅離子熒光探針對二價銅離子檢測的選擇性高，檢測靈敏，而且 現(xiàn)象明顯，便于識別。
[0033] 2、本發(fā)明二價銅離子熒光探針的制備方法簡單。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明實驗例1中不同濃度二價銅離子條件下的熒光光譜；其中最下面的 曲線為不加入二價銅離子條件下的熒光曲線，曲線從下往上二價銅離子的濃度依次增加， 最上面的曲線為濃度是7. 5當量（eq)時二價銅離子的熒光曲線。
[0035] 圖2為本發(fā)明實驗例2中二價銅離子的熒光強度隨時間的變化。
[0036] 圖3為本發(fā)明實驗例3中加入不同金屬離子之后的熒光強度變化的對比圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
[0038] 實施例中所用原料，如無特殊說明均為常規(guī)市購產(chǎn)品。
[0039] 實施例中所用的化合物1按如下步驟制備得到：
[0040] 間 N-二乙胺基苯酷（0. 50g, 3. 03mmol)與鄰苯二甲酸圖1 (0. 49g, 3. 33mmol)在 180mL苯中60°C反應24小時得到白色固體，再將白色固體加入到20mL含有6ml環(huán)己酮的 98wt%濃硫酸中，50°C反應3小時，固體用乙醇重結(jié)晶得到化合物1 (0. 22g，0. 45mmol)。
[0041] 實施例1、
[0042] 一種新型高選擇性二價銅離子熒光探針，具有式（I)所示的結(jié)構(gòu)：
[0043]
[0046] 制備過程，包括步驟如下：
[0047] (1)將化合物 1 (0· 377g，1.0 mmol)與對氰基苯甲醛（0· 157g，I. 2mmol)在 20ml醋酸中，于50 °C反應12h，得到深色溶液，旋轉(zhuǎn)蒸餾除去溶劑，固體用二氯甲 烷溶解，用二氯甲烷與甲醇混合溶劑過柱層析分離，得到化合物2 ;收率：50 %。1H NMR(400MHz，CDC13) δ 7. 96 (d，J = 7. 2, 1H)，7. 65 (m，3H)，7. 56 (t，J = 7. 2, 1H)，7. 48 (d，J = 8. 4, 1H), 7. 37 (s, 1H), 7. 23 (d, J = 7. 6, 1H), 6. 50 (d, J = 8. 8, 1H), 6. 38 (m, 2H), 3. 36 (q, J =6. 4, 4H), 2. 65 (m, 2H) , 2. 07 (m, 1H) , I. 63 (m, 4H) , I. 17 (t, J = 6. 8, 2H) . 13C NMR