一种丙氨酸聚集诱导发光荧光探针及其合成方法和应用与流程

本发明涉及发光材料(生物医药)领域，特别涉及一种丙氨酸聚集诱导发光荧光探针及其合成方法和应用。

背景技术：

1、与常规染料相比，聚集诱导发光(aggregation-induced emission，aie)生物探针在分子溶解状态下显示弱荧光或无荧光。但是，当它们处于聚集状态以限制分子内自由旋转时，可以观察到强荧光。aie材料的优势主要体现在：低背景、信噪比高、灵敏度好、抗光漂白能力强等方面。这种独特的性能使aie染料成为发光探针的理想候选者，这在监测细胞内生物过程和追踪许多疾病中非常重要。此外，通过纳米颗粒表面修饰，aie材料在细胞器染色、病原体识别、细胞长周期示踪、光动力学治疗等领域表现出了显著的优势。

2、在目标物上(如细菌等)用生物正交官能团(如叠氮化物和炔基)修饰孵育后，使活性化学基团(如叠氮化物和炔基)表达，随后引入相应的生物正交基团修饰的荧光团通过共价键实现对目标物的有效荧光标记，是一种常用的生物荧光标记手段。但是，这种标记手段一般需要两步操作，标记过程需要对目标物进行预处理，甚至可能需要复杂的催化剂反应。因此亟需一种可以无需借助生物正交基团、能够绕过两步操作和反应需要的复杂催化剂、实现一步法直接对目标物进行标记的新型荧光探针。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种丙氨酸聚集诱导发光荧光探针及其合成方法和应用。所述丙氨酸聚集诱导发光荧光探针的结构如式(i)所示。合成方法为首先合成式(ii)所示的第一化合物，再在第一化合物基础上合成式(iii)所示的第二化合物，最后在第二化合物基础上得到式(i)所示的丙氨酸聚集诱导发光荧光探针。

2、本发明提供一种丙氨酸聚集诱导发光荧光探针，所述荧光探针的结构如式(i)所示：

3、

4、本发明还提供所述的丙氨酸聚集诱导发光荧光探针的合成方法，包括如下步骤：

5、(1)合成第一化合物，所述第一化合物的结构如式(ii)所示：

6、

7、(2)在所述第一化合物的基础上合成第二化合物，所述第二化合物的结构如式(iii)所示：

8、

9、(3)在所述第二化合物的基础上合成所述的丙氨酸聚集诱导发光荧光探针。

10、进一步的，所述步骤(1)中以4-甲基吡啶、4-(n,n-二苯氨基)苯甲醛、n,n-二甲基甲酰胺和叔丁醇钾为原料，合成所述第一化合物。

11、进一步的，所述步骤(2)中以所述第一化合物、4-溴-1-丁炔和n,n-二甲基甲酰胺为原料，合成所述第二化合物。

12、进一步的，所述步骤(3)中以所述第二化合物、3-叠氮-d-丙氨酸盐酸盐、溴化亚铜和三乙胺为原料，合成所述的丙氨酸aie荧光探针。

13、进一步的，所述步骤(1)中以所述n,n-二甲基甲酰胺为溶剂，加入所述4-甲基吡啶和叔丁醇钾后搅拌，然后加入所述4-(n,n-二苯氨基)苯甲醛，搅拌过夜；之后淬灭反应，萃取，干燥，纯化，得到所述第一化合物。

14、进一步的，所述步骤(2)中将所述第一化合物和所述4-溴-1-丁炔溶于所述n,n-二甲基甲酰胺中，通氩气保护，加热反应后冷却，萃取，干燥，纯化，得到所述第二化合物。

15、进一步的，所述步骤(3)中将所述第二化合物和所述3-叠氮-d-丙氨酸盐酸盐溶于n,n-二甲基亚砜中，加入所述溴化亚铜和所述三乙胺，搅拌之后萃取，离心收集固体；然后溶解固体，过滤，干燥后重结晶得到所述的丙氨酸aie荧光探针。

16、本发明还提供所述的丙氨酸聚集诱导发光荧光探针在制备发光材料中的应用。

17、综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：

18、(1)本发明提出用荧光团-d-氨基酸直接对目标物进行标记的策略，将氨基酸和荧光分子直接偶联。

19、(2)此荧光探针可以通过氨基酸参与目标物的代谢，实现一步法直接对目标物进行标记。

20、(3)与生物正交标记相比，本发明的直接标记更为方便，因为它绕过了两步操作和反应可能需要的复杂催化剂。

技术特征：

1.一种丙氨酸聚集诱导发光荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的结构如式(i)所示：

2.权利要求1所述的丙氨酸聚集诱导发光荧光探针的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中以4-甲基吡啶、4-(n,n-二苯氨基)苯甲醛、n,n-二甲基甲酰胺和叔丁醇钾为原料，合成所述第一化合物。

4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中以所述第一化合物、4-溴-1-丁炔和n,n-二甲基甲酰胺为原料，合成所述第二化合物。

5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(3)中以所述第二化合物、3-叠氮-d-丙氨酸盐酸盐、溴化亚铜和三乙胺为原料，合成所述的丙氨酸aie荧光探针。

6.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)中以所述n,n-二甲基甲酰胺为溶剂，加入所述4-甲基吡啶和叔丁醇钾后搅拌，然后加入所述4-(n,n-二苯氨基)苯甲醛，搅拌过夜；之后淬灭反应，萃取，干燥，纯化，得到所述第一化合物。

7.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中将所述第一化合物和所述4-溴-1-丁炔溶于所述n,n-二甲基甲酰胺中，通氩气保护，加热反应后冷却，萃取，干燥，纯化，得到所述第二化合物。

8.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(3)中将所述第二化合物和所述3-叠氮-d-丙氨酸盐酸盐溶于n,n-二甲基亚砜中，加入所述溴化亚铜和所述三乙胺，搅拌之后萃取，离心收集固体；然后溶解固体，过滤，干燥后重结晶得到所述的丙氨酸aie荧光探针。

9.权利要求1所述的丙氨酸聚集诱导发光荧光探针在制备发光材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种丙氨酸聚集诱导发光荧光探针及其合成方法和应用，所述丙氨酸聚集诱导发光荧光探针的结构如式(I)所示。合成方法为首先合成式(II)所示的第一化合物(TPAPy)，再在第一化合物基础上合成式(III)所示的第二化合物(TPAPy‑Butyne)，最后在第二化合物基础上得到式(I)所示的丙氨酸聚集诱导发光荧光探针(TPAPy‑D‑Ala)。本发明提出用荧光团‑D‑氨基酸直接对目标物进行标记的策略，将氨基酸和荧光分子直接偶联，可以通过氨基酸参与目标物的代谢，与生物正交标记相比，本发明可以绕过两步操作和反应需要的复杂催化剂，实现一步法直接对目标物进行标记。

技术研发人员：张鹏飞,陈光锐,向春柏,罗媛,蔡林涛
受保护的技术使用者：深圳先进技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12