专利名称：一种定量检测肝素的荧光探针及其合成方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学分析、生物分析领域，尤其是涉及一种荧光探针及其合成方法和用途。
背景技术：
众所周知，肝素是能够迅速达到抗凝血作用的首选药物。它可用于外科预防血栓的形成以及妊娠者的抗凝血治疗。对于急性心肌梗死患者，可用肝素来预防病人发生静脉栓塞病，并可预防大块的前壁透壁性心肌梗死病人发生动脉栓塞等。肝素的另一重要临床应用是在心脏、手术和肾脏透析时维持血液体外循环畅通。此外，肝素可用于治疗各种原因引起的弥散性血管内凝血(DIC)，也可用于治疗肾小球肾炎、肾病综合征、类风湿性关节炎
坐 寸o肝素的主要不良反应是易引起自发性出血，表现为各种黏膜出血、关节腔积血和伤口出血等；而肝素诱导的血小板减少症是一种药物诱导的血小板减少症，是肝素治疗中的一种严重并发症。药物所致的血小板减少症主要分为两型(I)骨髓被药物毒性作用抑制所致；(2)药物通过免疫机制破坏血小板所致。后者中以肝素、奎宁、奎尼丁与磺胺类药物发病较高。临床症状极不一致，血小板减少至(1.0 80)\109/1，轻者无症状，重者可因颅内出血或因肝素导致内皮细胞的免疫损害，这些副作用合并在一起会引起危及生命的肺栓塞与动脉血栓。临床诊断主要依靠(I)药物治疗期间血小板减少；(2)停药后血小板减少消除。严重患者血清中可检出药物依赖性血小板抗体，但敏感性不高而常呈假阴性。治疗的关键是立即停用相关药物，严重病例可使用输注血小板、激素、丙球甚或血浆置换肝素不宜用于溶血尿毒综合征。溶血尿毒综合征(HUS)是小儿急性肾功能衰竭常见病因之一。儿童期典型腹泻后HUS90%由出血性大肠杆菌0157:H7引起。目前认为HUS发病的中心环节是内毒素启动内皮细胞受损，继而出现凝血系统激活，炎症介质释放，内皮素-一氧化氮轴紊乱等多环节参与发病。全身各器官均有不同程度受损，主要是肾脏，其次是脑。治疗上强调支持疗法和早期透析，典型HUS的治疗不提倡应用肝素、抗生素和激素。不典型HUS可适用血浆置换，有一定疗效。鉴于肝素的这些严重副作用，迫切需要发展能够高选择性高灵敏度的检测肝素的荧光探针。光化学传感器是近几年来迅速发展起来的一个新的科学问题，它的出现和超分子科学的进展诸如分子组装，主客体化学，氢键作用，疏水作用，光诱导电子转移过程，分子内电荷转移等特性密切相关。它的发展也和许多科学技术领域诸如生物化学，临床医学，药物化学以及环境科学中涉及的大量实际问题密切相关。由于上述的种种原因，有力地推动了光化学传感器的发展。光化学传感器按照其信号检测的不同，可以分为突光化学传感器(FluorescentChemosensor)和比色化学传感器(Colorimetric Chemosensor)。突光化学传感器(即突光探针)主要是依靠荧光信号为检测手段，通常有荧光的增强，淬灭或者发光波长的变化；比色化学传感器则是借助于色调的变化，通过肉眼观察就可检测，实际应用方便。
用来对外来物种进行检测的荧光化学传感器的设计和研究，是近年来受到广泛关注的一个课题。荧光传感器的检测过程是通过器件接受体部分对外来物种(包括阳离子，阴离子以及中性分子)进行选择性接纳，然后经过不同的机制如光诱导电子转移(PET)，能量转移(LMCT)，金属-配体电荷转移(MLCT)，分子内电荷转移(ICT)，分子间的激基络合物等，发生光学信号的变化，再通过器件的信号报告部分给出器件在接纳物种过程中的信息变化。通过分子的发光现象和吸收光谱的变化来探测分子间的相互作用，其优点可以概括为以下几个方面，(I)方便快捷，具有很高的灵敏度；(2)可以利用光纤技术实现单细胞的实时检测；(3)如果在吸收光谱上有比较大的变化，可以在不借助于任何仪器的情况下，直接通过颜色的变化来达到检测的目的。许多分子结构因素和它所处的环境因素都可用来控制荧光发光效率和吸收光谱的变化。因此，如TICT发光、MLCT发光、LMCT发光、激基缔合物和激基复合物发光以及和重原子效应、光诱导电子转移、电子能量转移等相关的光物理和光化学特征等都已成功地用于化学敏感器的设计中。荧光化学传感器由于其选择性好，灵敏度高，响应时间快等特点，目前在生物分子的检测中受到越来越广泛的关注。对于大多数肝素的荧光化学传感器，其设计机制主要是通过阴-阳离子静电作用，或者多点识别来实现荧光检测。比率的荧光探针通常是探针分子在与被检测物作用后，其在不同于原波长处出现一新的发射峰，并且该发射波长处的荧光逐渐增强，而原发射波长强度却不断减弱的探针分子。相对于单波长响应的荧光探针，比率的荧光探针可以对两个发射波长的荧光信号强度进行监测，带有分子内的自我校正，可以有效地消除全部或绝大部分来自于环境的干扰，同时将“on-off”型响应的探针分子的缺点最小化，使得其被广泛地应用在复杂生物样品检测中。蒽和芘分子是非常有用的荧光团，它不仅显示单体的精细结构荧光发射光谱，而且在一定条件下会在波长较长处显示激基缔合物的发射峰，显示很好的比率信号响应机制。目前文献报道的肝素化学传感器很少，且这些传感器的选择性差，灵敏度低，荧光发射波长短或者是仅用单一波长检测，造成检测结果不可靠，误差大，难以避免血液中其它荧光物质的干扰，能够实际应用的几乎没有。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种荧光探针；该荧光探针克服了现有技术中用于肝素检测的荧光探针的性能和结构上的不足，选择性好，灵敏度高。本发明要解决的第二个技术问题是提供一种荧光探针的合成方法；该合成方法简单、易操作。本发明要解决的第三个技术问题是提供一种荧光探针的用途。为解决第一个技术问题，本发明提供一种荧光探针，它具有如下结构式
权利要求
1.一种荧光探针，其特征在于，具有如下结构式
2.如权利要求I所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，包括以下步骤 将带有取代基为R1, R2, R3, R4, R5的单季铵盐二胺溶解在有机溶剂中，加入卤代烷基芳香烃，反应后析出沉淀，得到具有下式(A)结构的物质
3.根据权利要求2所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂是甲醇，乙醇，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲亚砜，乙腈，二氧六环，二氯甲烷，苯，甲苯中的一种或两种混合物。
4.根据权利要求2所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述带有取代基为R1, R2, R3, R4, R5的单季铵盐二胺是按照以下步骤合成的将带有取代基为R1, R2, R4, R5的三级二胺溶解在有机溶剂中，加入卤代的R3化合物，在反应温度为30 100°C条件下反应·0.5 12小时；反应后将溶液浓缩，经过柱层析，得到具有如下式(C)的化合物；所述三级二胺和所述卤代R3化合物的摩尔比为I : 0. 5 I :
5.根据权利要求4所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂是甲醇，乙醇，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲亚砜，乙腈，二氧六环，二氯甲烷，苯，甲苯中的一种或两种混合物。
6.根据权利要求2所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述卤代烷基芳香烃与所述带有取代基为R1, R2, R3, R4, R5的单季铵盐二胺的摩尔比为I 5 I。
7.根据权利要求2所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述反应是在温度为30 100°C条件下反应0. 5 80小时。
8.如权利要求I所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，包括以下步骤 将带有取代基为R1的1，4_ 二氮杂二环[2. 2. 2]辛烷(DABCO)单季铵盐溶解在有机溶剂中，加入卤代烷基芳香烃，反应后析出沉淀，得到具有下式(B)的化合物
9.根据权利要求8所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂是甲醇，乙醇，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲亚砜，乙腈，二氧六环，二氯甲烷，苯，甲苯中的一种或两种混合物。
10.根据权利要求8所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述带有取代基为R1的DABCO单季铵盐是按照以下步骤合成的将卤代的R1化合物加入到DABCOD的有机溶剂中，在反应温度为30 100°C条件下反应0. 5 12小时；反应后将溶液浓缩，经过柱层析方法，得到具有下式(D)的化合物；所述卤代的R1化合物与所述DABCO的摩尔比为0. 5 1:1:
11.根据权利要求10所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂是甲醇，乙醇，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲亚砜，乙腈，二氧六环，二氯甲烷，苯，甲苯中的一种，两种或两种以上混合物。
12.根据权利要求8所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述卤代烷基芳香烃与所述带有取代基为RJ^DABCO单季铵盐的摩尔比值为1 5 I。
13.根据权利要求8所述的一种荧光探针的合成方法，其特征在于，所述反应是在温度为30 100°C条件下反应0. 5 80小时。
14.如权利要求I所述的一种荧光探针的用途，其特征在于，所述荧光探针可用于检测血液中的肝素含量，也可用于化学模拟生物体系中肝素的检测，以及临床医学上血液、血清或者组织中肝素的检测。
15.根据权利要求14所述的一种荧光探针的用途，其特征在于，所述荧光探针检测肝素的过程为将探针分子溶解在生理盐水或羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)的缓冲水溶液中，然后在溶解有探针分子的溶液中加入血清，得到测试溶液，用荧光仪上逐一记录其荧光发射光谱，根据其在双发射波长的荧光强度比的变化能得到肝素的信息。
全文摘要
本发明公开了一种荧光探针，具有如下结构式式中R1，R2，R3，R4，R5选自1～18个碳的烷基，芳基，酯基或醚基；n，m选自0～8；Ar选自萘，蒽或芘；X-选自F-，Cl-，Br-或I-。本发明还公开了该荧光探针的合成方法和用途，其可以用于检测血液中的肝素，它分子结构简单，响应时间短，测定灵敏度高，合成方法简便。
文档编号C09K11/06GK102796511SQ20111013940
公开日2012年11月28日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者汪鹏飞, 代青, 刘卫敏, 赵文文, 庄晓青 申请人:中国科学院理化技术研究所