基于螯合诱导荧光增强的锌离子荧光探针及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开基于螯合诱导荧光增强的锌离子荧光探针及其应用，该探针是通过水杨醛及其衍生物与1,3-二氨基异丙醇希夫碱反应缩合而成，并得到了其中1,3-二（5-氯水杨醛缩胺基）异丙醇与醋酸锌配位结合形成的配合物单晶[Zn3(L1)2(OAc)2]。该荧光探针本身具有良好的化学、光学稳定性；对锌离子具有荧光增强的特异性响应，检测限可达到纳摩尔级，不受其他离子的干扰，且响应迅速。
【专利说明】基于螯合诱导荧光增强的锌离子荧光探针及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于配位化学领域，更加具体地说，涉及一类基于螯合诱导荧光增强的锌离子荧光探针及该类探针代表性化合物与锌离子的配合物合成及应用。
【背景技术】
[0002]锌离子是生物体中第二大过渡金属离子，并在人类生理病理中起到不同的作用，其多集中在脑组织中，浓度可达0.1-0.5mM。体内锌的总含量很高，可以达到2-3g，但是与蛋白质松弛结合的游离锌浓度比较低并被机体严密的控制。目前的实验已经证明游离的锌稳态被打乱以后会产生阿尔兹海默症，肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)，帕金森症，局部缺血和癫痫。另外，游离锌也与细胞死亡有关，例如细胞凋亡。因此,一种灵敏的却无伤害的技术追踪和显像游离锌是非常必要的。同时锌离子因具有3d电子构型所以有非常强的选择性，因此成为荧光探针未来发展的一个重要的研究方向。
[0003]物质分子、原子吸收光辐射被激发，再发射出与吸收波长相同或更长的光，成为光致发光，最常见的为荧光和磷光。荧光分子探针技术应用于过渡金属及重金属离子的检测，可实现微环境中的原位检测。目前已成为检测体内和体外生物相关物质和其功能的强有力的工具，以及作为可以在分子水平上不需要其他特殊仪器单用肉眼观察离子不可缺少的工具。实际选用的荧光分子探针必须使理想分析物选择性的结合产生一个具有穿透力的光信号，理想的细胞内荧光分子探针应该具有一个高量子产率的(1/4)信号并且激发波长超过340nm,另一个特点则是允许使用玻璃显微镜物镜和阻止UV诱导的细胞损伤。好的荧光分子探针的发射波长应该接近500nm，可以有效阻止来源于细胞中物质所产生的自发荧光并且可以选用典型的荧光显 微法滤光片操作。除此之外，探针必须具有被动的不可逆的载入细胞的能力。经过特殊设计的荧光分子探针具有高灵敏度，高特异性，可进行实时单分子检测，安全方便等优点，因此对荧光分子探针的研究具有重要的科学意义和广阔的应用前景。
[0004]目前报道的生物应用锌离子荧光探针按作用机理可分为六大类，其中一类为基于鳌合诱导荧光增强的荧光探针。研究发现，探针分子骨架的刚柔性，对分子的荧光强度有重要影响，当分子结构趋平面化，空间扭转能力降低可以使荧光增强，所以当探针分子与金属离子配合后，分子的骨架刚性增加，使上述各种电子或能量转移受到影响，因而引起荧光增强，目前已报道了许多基于这种鳌合诱导荧光增强的Zn2+荧光探针。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供可以作为高灵敏度的锌荧光探针而加以利用的化合物，和现有文献中锌离子探针(化合物)相比较，本发明探针具有灵敏度高，检测下限低，响应速度快，选择性高，稳定性强，制备简单、合成成本低等优势。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案予以实现:
[0007]基于螯合诱导荧光增强的锌离子荧光探针结构，即化合物分子结构，如下:
[0008]
【权利要求】
1.基于螯合诱导荧光增强的荧光探针化合物分子作为锌离子荧光探针分子的应用，其特征在于，所述荧光探针化合物分子结构如下:
2.根据权利要求1所述的基于螯合诱导荧光增强的荧光探针化合物分子作为锌离子荧光探针分子的应用，其特征在于，在所述化合物结构中，优选对称取代结构，即分子中取代基R1与R8相同、R2与R7相同、R3与R6相同、R4与R5相同，以使所述化合物分子以
3.基于螯合诱导荧光增强的荧光探针化合物分子作为锌离子荧光探针分子的应用，其特征在于，所述荧光探针化合物分子式为C17H16Cl2N2O3，分子结构如下:OH 所述化合物分子在结合锌离子前后，荧光量子产率有大幅度的增长，且对锌离子有很好的选择性，且不受其他阳离子的干扰；对锌盐的阴离子具有选择性，醋酸锌最强，其次分别是氯化锌、硝酸锌、溴化锌、高氯酸锌，而硫酸锌与探针几乎不产生荧光；所述荧光探针分子对锌离子的荧光检测下限低。
4.根据权利要求3所述的基于螯合诱导荧光增强的荧光探针化合物分子作为锌离子荧光探针分子的应用，其特征在于，所述其他阳离子为K+、Mg2+、Ca2+、CU2+、Mn2+、Fe2+或者Fe3+，所述荧光检测的下限为0.3-1.5 μ M，在0.3-1.5 μ M锌离子浓度范围内，所述探针荧光强度呈现出良好的线性关系，可用于定量检测锌离子的浓度。
5.基于螯合诱导荧光增强的荧光探针化合物与锌离子形成的配合物，其特征在于，所述荧光探针化合物分子式为C17H16Cl2N2O3,分子结构如下:
6.根据权利要求5所述的配合物，其特征在于，所述配合物单晶在最大发射光波长λ em=455nm处具有很强的突光峰,最大激发波长为244nm。
7.一种制备如权利要求5所述配合物的方法，其特征在于，醋酸锌和化合物的摩尔比为(1.5 — 2):1，采用乙腈和甲醇配合的混合溶剂，将醋酸锌与化合物分子溶解在乙腈和甲醇的混合溶剂中，室温下搅拌反应至少2小时；之后过滤，将滤液采用溶剂挥发法，静置放置室温下待溶剂慢慢挥发，附壁生长出黄色块状结晶，即得到配合物单晶。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述乙腈和甲醇两者体积优选1:1 ；所述室温为20—25摄氏度；所述搅拌速度选择60—100转/min ;所述室温下搅拌反应时间优选2— 6小时；所述静置放置的时间选择至少160h，优选160— 180h。
9.如权利要求5所述的配合物在荧光防伪、荧光装饰材料、荧光油墨、荧光储存纤维、防伪纤维、光敏变色材料、光记录材料领域的应用，其特征在于，利用所述配合物的荧光变色特性，即不同波段 激发光照射下晶体荧光颜色各不相同。
【文档编号】C07C249/02GK103865520SQ201210549976
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月17日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】徐靖源, 葛强, 谢承志 申请人:天津医科大学