一种吡唑并[1,5-a]吡啶羧酸类pH荧光探针及其应用的制作方法

本发明涉及有机小分子荧光探针领域，尤其涉及一种新型pH荧光探针2-苯基吡唑并[1,5-a]吡啶-5-羧酸及其应用。

背景技术：

pH是细胞健康的一个重要指标, 其在细胞的增殖与凋亡、新陈代谢、细胞内吞作用、酶活性、离子运输、肌肉收缩、神经系统的信号传递、抗药性等过程中起着重要作用。人体内pH异常也会引起一些疾病,如:炎症、阿尔茨海默病、癌症等。因此，检测生物体内的pH值显得非常重要。但目前常用的玻璃电极测pH的方法不适用于生命领域pH的检测。

荧光探针因选择性好,灵敏度高,操作简单,成本低并且可以实现实时监测等优点,现广泛应用于细胞内pH值的测定。尽管已有多种pH荧光探针被报道,但是目前对于强酸性条件下细胞内pH的研究还不够深入。为此,开发新型的性能优异的酸性pH探针,检测细胞内氢离子的浓度以及分布，对研究细胞的生理、病理过程具有重要的意义。

吡唑并[1,5-a]吡啶类化合物因受制于有限的合成方法，其在光学领域的应用报到很少，其而作为pH荧光探针的应用更是未见文献报道。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种pH荧光探针新分子吡唑并[1,5-a]吡啶羧酸及其应用。

本发明的技术方案是：一种吡唑并[1,5-a]吡啶羧酸pH荧光探针，其化学结构式如式（1）所示：

本发明还包括吡唑并[1,5-a]吡啶羧酸pH荧光探针的应用，式（1）化合物在二甲亚砜的水溶液中对pH有较好的荧光选择性。

本发明还包括吡唑并[1,5-a]吡啶羧酸pH荧光探针的合成方法，在95%的乙醇溶液中，将2-苯基吡唑并[1,5-a]吡啶-5-羧酸乙酯与氢氧化钠按照物质的量比1:2投料，80度下回流反应2-5小时，得到2-苯基吡唑并[1,5-a]吡啶-5-羧酸。

配制吡唑并[1,5-a]吡啶羧酸的二甲亚砜溶液，分别加入到不同pH的二甲亚砜的水溶液中（二甲亚砜：水=2:8），通过荧光光谱测试来研究对不同pH的选择性，测其荧光发射波谱强度变化发现： pH有4.4变化至2.4的过程中，440 nm处荧光强度明显增强，如图1所示。因此，吡唑并[1,5-a]吡啶羧酸作为pH荧光探针具有巨大的应用前景。

附图说明

图1：不同pH的二甲亚砜水溶液（二甲亚砜：水=2:8）的荧光光谱图。

图2：荧光探针新分子的核磁氢谱。

图3：荧光探针新分子的核磁碳谱。

具体实施方式

实施例1：式（1）化合物的合成方案如下式所示：

具体合成步骤如下：

在25 mL圆底烧瓶中依次加入0.27g（1.00 mmol）2-苯基吡唑并[1,5-a]吡啶-5-羧酸乙酯，0.08g（2.00 mmol）氢氧化钠，10 mL95%的乙醇，80度下回流反应2-5小时，倒入100 mL水中，稀盐酸调pH至5-6，析出固体，抽滤，干燥得0.21g无色固体产品，产率88.2 %。

核磁共振氢谱，碳谱测定： ¹H NMR (DMSO-d6, 400 MHz), δ 13.37 (s, 1H), 8.78 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.33 (s, 1H), 8.02 (m, 2H), 7.50 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.42 (m, 1H), 7.34 (s, 1H), 7.28 (dd, J = 8.0 Hz, 4.0 Hz, 1H). ¹³C NMR (DMSO-d6, 100 MHz), δ 166.48, 153.89, 140.74, 132.80, 129.38, 129.23, 129.16, 126.57, 126.51, 120.93, 111.52, 97.39.

如图2，图3所示。

实施例2：

取2-苯基吡唑并[1,5-a]吡啶-5-羧酸0.0024g，溶于10mL二甲亚砜，得探针母液，浓度为10^-3M。分别取100微升探针母液，加入到10mL不同pH的二甲亚砜的水溶液中（二甲亚砜：水=2:8）测其荧光发射强度变化发现：pH有4.4变化至2.4的过程中，440 nm处荧光强度明显增强，如图1所示。