一种二价铜离子荧光探针及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种快速检测金属二价铜离子的荧光探针及其制备方法和应用，属于 分析化学技术领域。
【背景技术】
[0002] 正常情况下人体内除了铁和锌，铜离子是第三种最丰富的必需微量元素，成人体 内总铜含量一般是70~80晕克。
[0003] 铜离子在各种生理过程发挥重要作用，是生命系统中重要的微量元素和必需的营 养素。铜毒性很小，铜缺乏可导致生长和代谢紊乱。已知铜在细胞中平衡的改变会导致抑制 神经性疾病，如Menkes综合症、Wilson病、家族遗传性脊侧索硬化、Alzheimers病和Prion 病等。正是由于铜对于生命的重要性，铜在人体中的分布受到严格的控制。采用荧光分子 探针的方法检测铜离子，尤其是跟踪其在化学反应和生命活动中的作用过程就变成一件很 有意义的事情。
[0004] 目前，铜离子的检测手段主要分为两类：直接法和间接法。直接法是一类直接利用 铜离子自身物理、化学性质对其进行分析检测的方法，包括原子吸收、发射光谱法和离子选 择性电极法；间接法是一类利用铜离子和指示剂他可称为化学分子探针）之间的特异性化 学反应或超分子作用产生的信号变化对铜离子进行分析检测的方法，包括传统的铜离子指 示剂和近年来研宄较热的铜离子荧光分子探针。但是，综合分析目前的铜离子荧光探针主 要存在以下不足：第一，为了提高选择性大多数铜离子探针在有机溶剂中或含有机溶剂的 组分中检测，对环境检测的实用性大大降低；第二，铜离子探针的检测都是根据某一特定波 长的变化来进行，容易受外界因素的干扰；第三，多数铜离子探针在细胞中对铜离子的识别 都是在某一特定荧光通道下进行成像不能实现双通道同时成像。基于此，开发新型铜离子 探针，给出检测曲线判断铜离子水平，有着重要的研宄价值。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中存在的问题，本发明通过分子设计，合成出一种具有响应时间快 和较高选择性的二价铜离子荧光探针。
[0006] 本发明还提供了上述二价铜离子荧光探针的制备方法。
[0007] 本发明还提供了上述二价铜离子荧光探针的应用。
[0008] 本发明采用以下技术方案： 一种二价铜离子焚光探针，其特征在于，它的分子式为C46H48N605，结构式如下：
【主权项】
1. 一种二价铜离子焚光探针，其特征在于，它的分子式为C46H48N 6O5，结构式如下：
2. -种权利要求1所述的二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，它是按照以 下步骤进行： (1) 4-溴-1，8-萘二甲酸酐与N-(2-氨基乙基）吗啉反应得到化合物1，其结构式如 下：
(2) 将步骤（1)得到的化合物1与联硼酸频哪醇酯反应得到化合物2,其结构式如下：
(3 ) 3-二乙胺基苯酚与4-溴邻苯二甲酸酐反应得到化合物3，其结构式如下：
(4)将步骤（2)得到的化合物2和步骤（3)获得的化合物3反应即可制得目标化合物 FP-Cu2+O
3. 根据权利要求2所述的二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤（1) 是采用下述方法完成：将Ieq的4-溴-1,8-萘二甲酸酐与Ieq的N-(2_氨基乙基）吗啉溶 于乙醇中，氮气保护，加热回流，反应5h ;用TCL板检测反应，反应完全后，用乙酸乙酯萃取， 无水硫酸钠干燥，旋干，并用柱色谱洗脱分离得到化合物1。
4. 根据权利要求3所述的二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述加热回 流温度为l〇〇°C ;所述柱色谱分离洗脱剂配比为甲醇：二氯甲烷=1:40。
5. 根据权利要求2所述的二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤（2) 是采用下述方法完成：Ieq的化合物1，I. 5eq联硼酸频哪醇酯与3eq乙酸钾溶于1，4-二氧 六环中，再加入双(二苯基磷基）二茂铁氯化钯（〇. leq)，氮气保护，加热回流，反应10 h，用 TCL板检测反应，反应完全后，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋干，并用柱色谱进行洗 脱分离得到化合物2。
6. 根据权利要求5所述的二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述加热回 流温度为120°C ;所述柱色谱分离洗脱剂配比为乙酸乙酯：石油醚=1:1。
7. 根据权利要求2所述的二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤（3) 是采用下述方法完成：Ieq的3-二乙胺基苯酚与2eq的4-溴邻苯二甲酸酐溶于丙酸中，氮 气保护，加热回流，反应24h，反应完全后，将反应液旋干，向其中加入乙醇和水合肼继续加 热回流反应4h，反应完全后，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋干，并用柱色谱进行洗脱 分离得到化合物3。
8. 根据权利要求7所述的二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述加热回 流温度为150°C ;所述柱色谱分离洗脱剂配比为乙酸乙酯：石油醚=1:1。
9. 根据权利要求2所述的二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤（4) 是采用下述方法完成：Ieq化合物2, I. 2eq化合物3,0.1 eq四苯基磷钯，溶于甲苯中，再加 入2mol/L碳酸钾溶液，氮气保护，加热回流反应10h，反应完全后，用乙酸乙酯萃取，无水硫 酸钠干燥，旋干，TLC板分离，可以得到目标化合物FP-Cu 2+;所述加热回流温度为120°C ;所 述TLC板展开剂比例为甲醇：二氯甲烷=1:40。
10. -种权利要求1所述的二价铜离子荧光探针的应用，其特征在于，用于水环境和生 物细胞体系中二价铜离子的含量传感检测；所述的传感检测包含荧光检测，目视定性检测， 细胞成像检测。
【专利摘要】本发明公开了一种二价铜离子荧光探针及其制备方法和应用，属于分析化学技术领域。该探针的结构式如下：；该探针的合成只需要四步就可以完成，且后处理过程相对简单；实现了铜离子探针的选择性快速检测，并且选择性好，抗其他金属离子干扰能力强。此外，用肉眼就可以观察到溶液颜色的变化，伴随着紫外灯下同样可以观察到荧光颜色变化，是一种具有生色传感功能的荧光探针。该探针可作为显示水溶液中和生物细胞内铜离子存在的专一性指示剂，可进行实时定性及定量的目视比色法检测。本发明是一种简单，快速，灵敏的铜离子特异性检测试剂，在生物分子检测领域具有广阔的应用前景。
【IPC分类】C09K11-06, C07D491-107, G01N21-64
【公开号】CN104830315
【申请号】CN201510235578
【发明人】林伟英, 任明光, 邓贝贝
【申请人】济南大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月11日