温度与pH双响应型环糊精探针及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种温度与pH双响应型环糊精探针及其制备方法，该探针以温度敏感型环糊精为载体，通过酰胺键在该载体上连接作为探针的pH敏感型偶氮染料，得到温度与pH双响应型环糊精探针；所述的环糊精与偶氮染料的摩尔比为：1:1。本发明的环糊精探针的宏观颜色随温度或pH变化显著，反应迅速，可肉眼直接观测，无需借助仪器分析。变色过程可回复，且在极稀浓度（μM级）条件下也能变色，经济方便，具有很好的应用前景。相比于现有的温敏聚合物探针，本发明的环糊精探针为结构规整明确、单分散的大分子，同时具有环糊精所特有的生物相容性，有望应用于生物相关领域的检测。
【专利说明】温度与pH双响应型环糊精探针及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环糊精探针及其制备方法，特别是一种温度与pH双响应型环糊 精探针及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 光化学传感器（比色或荧光探针）是指其吸收光谱或荧光作为输出信号来对目标 物进行检测，具有直观、快速及准确的特点。拓展目标检测种类和实现高灵敏度与多重响应 性是光化学传感器发展的重要方向之一。环糊精作为一类半天然的超分子主体化合物，具 有优异的主客体识别性能和良好的生物相容性，这使得环糊精被广泛地作为一类载体而构 筑光化学传感器(环糊精探针)。典型代表包括，Ueno等将荧光或生色团分子共价接枝到环 糊精上，通过环糊精与特定客体分子包络诱导染料的光化学性质发生变化，达到对该客体 分子识别的目的（Ueno, A. ; Kuwabara, T. ; Nakamura, A. ; Toda, F. 7feitfr<9l992， 136. );Suzuki等将探针花通过多元氨基键接到γ-环糊精上，其在水相中能自发形成二聚 体，从而表现出对碳酸氢根负离子特殊的突光响应性（Suzuki, I. ; Ui, Μ. ; Yamauchi, Α. 7； ▲?. CXe?. 5bc. 2006，7忽，4498. ) ;Kaneda等将环糊精、冠醚和偶氮染料三者结合 于一体，通过环糊精和冠醚对脂肪族胺的协同络合，实现了对一、二和三级胺的识别（Jung， J. Η. ; Lee, S. J. ; Kim, J. S. ; Lee, ff. S. ; Sakata, Y. ; Kaneda, T. Org. Let. 2006, 3009.)。此外，一系列环糊精修饰共轭聚合物、多肽、DNA或无机纳米粒子等光化学传感 器相继得以报道，检测物质的种类也得以大大拓展，包括金刚烷、胆固醇、碱金属离子、阴离 子、葡萄糖，甚至是同分异构体等。尽管如此，目前报道的环糊精光化学传感器主要是基于 环糊精的分子识别能力来达到对特定目标化学物质的检测，而对物理条件，如温度等的检 测却鲜见报道。另外，为达到实际应用要求，高灵敏与多重响应型环糊精探针亟待开发。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的问题，提供一种温度与pH双响应 型环糊精探针，使其能应用于温度和pH显示、环境检测和疾病诊断等领域。
[0004] 本发明的目的之二在于提供该探针的制备方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用以下机理：以温度敏感型环糊精为载体、pH敏感型 偶氮染料为探针，将二者结合于一体以构筑温度与pH双响应型环糊精探针。该探针表现良 好水溶性，其水溶液颜色会随温度或pH的变化而发生"红"与"黄"之间的可逆变化，从而 达到对温度和pH双重响应性。具体反应方程式为 ：
【权利要求】
1. 一种温度与pH双响应型环糊精探针，其特征在于该探针以温度敏感型环糊精为载 体，通过酰胺键在该载体上连接作为探针的pH敏感型偶氮染料，得到温度与pH双响应型环 糊精探针；所述的环糊精与偶氮染料的摩尔比为：1:1。
2. 根据权利要求1所述的温度与pH双响应型环糊精探针，其特征在于所述的探针的结 构式为
，其中m=l?3 ;R为-Et、-Me或-H;n = 5?7。
3. 根据权利要求1或2所述的温度与pH双响应型环糊精探针，其特征在于所述的温
度敏感型环糊精的结构式为： ，其中m=l?3 ;R为-Et、-Me或-Η ;n = 5?7。
4. 根据权利要求1所述的温度与pH双响应型环糊精探针，其特征在于所述的pH敏感 型偶氮染料有：分散红1、甲基橙、碱性橙2或分散橙5。
5. -种制备根据权利要求1、2、3或4所述的温度与pH双响应型环糊精探针的方法， 其特征在于该方法的具体步骤为：将pH敏感型偶氮染料溶于干燥二氯甲烷中，依次加入三 乙胺，1-羟基苯并三唑；将溶液冷至-15 °C-〇°C，加入1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳 二亚胺盐酸盐，逐滴加入温度敏感型环糊精的二氯甲烷溶液，然后将温度逐渐升至室温并 反应过夜：反应液用饱和食盐水洗涤，油相加硫酸镁干燥，过滤，浓缩得粗产品，经过柱纯 化得目标环糊精探针；所述的温度敏感型环糊精、pH敏感型偶氮染料、三乙胺（5-10当量)， 1-羟基苯并三唑和1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的摩尔比为：1 : (1-24): (5-10):(2-10):(2-5)。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的温度敏感型环糊精的制备方法为： 1)将单叠氮改性环糊精溶于干燥的N，N-2-甲基甲酰胺溶液（DMF)中，通氮气，加入碘 化钾固体后搅拌30-45分钟，冰浴，加入氢化钠搅拌30-45分钟，滴加对甲苯磺酰氯改性烷 氧醚的DMF溶液，30-45分钟滴完，反应过夜，蒸干DMF，萃取，干燥，通过柱层析提纯制得无 色液体单叠氮烷氧醚改性环糊精；所述的单叠氮改性环糊精、碘化钾、氢化钠和对甲苯磺酰 氣改性烧氧酿按 1 : (0. 4-0. 5) : (3-4) : (2-3); 2)将步骤a所得单叠氮改性环糊精溶于干燥的DMF中，通氮气，调节pH为8-9,加还原 剂三苯基膦，置于40-50 °C的油浴，反应过夜，蒸干DMF，通过柱层析提纯制得无色液体单胺 基烷氧醚改性环糊精；所述的单叠氮改性环糊精与三苯基膦的摩尔比为1 : (5-10)。
【文档编号】G01D21/02GK104151867SQ201410193599
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】张阿方, 王永前, 闫家涛, 毛琼琴, 陈洁, 陈若彬 申请人:上海大学