基于芘的AIE类荧光探针及其制备方法和应用

氯苯基、3-溴苯基、3-硝基苯基、3-吡啶基、2-甲氧基苯基、2-甲基苯基、2-羟基苯基、2-氯苯基、2-溴苯基、2-噻吩基、2-呋喃基、5-甲基-2-噻吩、2-萘基、9-蒽基、芘基中的一种。
9.较为具体地，本发明第二方面提供了一种基于芘的aie荧光探针的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
10.s1:以苄叉丙酮或其衍生物和芘甲醛为原料，加入反应容器中；
11.s2:接着在反应容器中加入乙醇，使原料溶解；
12.s3:在溶解后的溶液中加入10％的氢氧化钠溶液(或哌啶)，混合反应2～10小时；
13.s4:反应完毕后，冷却至室温，将反应淬灭，用1n盐酸调节溶液的ph值至弱碱性或中性；
14.s5:真空过滤并分离提纯后得到荧光探针；
15.反应通式为：
[0016][0017]
进一步，所述步骤s1中，苄叉丙酮衍生物和芘甲醛的物质的量之比为1:1～1:1.3。
[0018]
进一步，所述步骤s3中，反应温度为30-60℃。
[0019]
进一步，所述步骤s5中，所述真空过滤后的滤渣经硅胶柱层析分离提纯得荧光探针。
[0020]
较为具体地，本发明第三方面提供了一种基于芘的aie荧光探针在荧光墨水方面的应用。
[0021]
较为具体地，本发明第四方面提供了一种以非诊断和非治疗目的的基于芘的aie荧光探针在检测生物体内硫醇含量方面的应用。
[0022]
较为具体地，本发明第五方面提供了一种基于芘的aie荧光探针在生物成像方面的应用，为生物学研究奠定了很大的基础。
[0023]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0024]
1)本发明提供的荧光探针通过商品可得的原料经过一步或者两步反应就得到了目标产物，操作过程简单，不需要无水无氧和高温高压等条件。
[0025]
2)本发明提供的荧光探针对光、热及ph值等条件都具有良好的稳定性。
[0026]
3)本发明提供的荧光探针斯托克斯位移大，具有典型的aie效应。
[0027]
4)本发明制备方法简单，原料易得，合成工艺成熟，成本较低，适合工业化大规模生产。因此，在技术应用和日常生活中有着广阔的应用前景。
附图说明
[0028]
图1是本发明实施例所制备荧光探针的1hnmr谱图。
[0029]
图2是本发明实施例所制备的荧光探针溶液书写在滤纸上的文字在紫外灯下和日光灯下的对比图。
具体实施方式
[0030]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0031]
本发明提供了一种基于芘的aie荧光探针，其特征在于，该探针的结构式如下所示：
[0032]
其中，所述取代基r为：苯基、4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、4-羟基苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-硝基苯基、4-氰基苯基、4-三氟甲基苯基、4-吡啶基、4-二甲胺基苯基、4-二乙胺基苯基、4-二苯胺基苯基、4-二对甲苯胺基苯基、4-(4-吡啶基)苯基、4-(甲基巯基)苯基、4-(4-吗啉)苯基、4-[双(4-甲氧基苯基)氨基]苯基、4-(羟甲基)苯基、4-吡啶鎓基、4-(4-吡啶鎓基)苯基、4-羧基苯基、4-磷酸基苯基、4-硼酸基苯基、4-苯硼酸基苯基、4-苯硼酸基吡啶鎓基、3-甲氧基苯基、3-甲基苯基、3-羟基苯基、3-氯苯基、3-溴苯基、3-硝基苯基、3-吡啶基、2-甲氧基苯基、2-甲基苯基、2-羟基苯基、2-氯苯基、2-溴苯基、2-噻吩基、2-呋喃基、5-甲基-2-噻吩、2-萘基、9-蒽基、芘基中的一种。
[0033]
基于芘的aie荧光探针的制备方法，包含以下步骤：
[0034]
s1:以苄叉丙酮或其衍生物和芘甲醛为原料，加入反应容器中，苄叉丙酮衍生物和芘甲醛的物质的量之比为1:1～1:1.3；
[0035]
s2:接着在反应容器中加入乙醇，使原料溶解；
[0036]
s3:在溶解后的溶液中加入10％的氢氧化钠溶液(或哌啶)，混合反应2～10小时，反应温度为30-60℃；
[0037]
s4:反应完毕后，冷却至室温，将反应淬灭，用1n盐酸调节溶液的ph值至弱碱性或中性；
[0038]
s5:真空过滤并分离提纯后得到荧光探针，所述真空过滤后的滤渣经硅胶柱层析分离提纯得荧光探针。
[0039]
实施例1
[0040]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入苄叉丙酮(146.2mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.2mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在50℃油浴中搅拌(6h)。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0041]
所制备荧光探针的谱图如图1所示，分子结构式如下：
[0042][0043]
实施例2
[0044]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-(2-萘基)丁-3-烯-2-酮
(196.3mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.3mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在60℃油浴中搅拌10h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0045]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0046][0047]
实施例3
[0048]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-甲氧基苄叉丙酮(176.2mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.3mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在50℃油浴中搅拌6h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0049]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0050][0051]
实施例4
[0052]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-甲硫基苄叉丙酮(192.3mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.3mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在50℃油浴中搅拌6h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0053]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0054][0055]
实施例5
[0056]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-二甲胺基苄叉丙酮(160.9mg,1.0mmol)和芘甲醛(241.8mg,1.05mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在60℃油浴中搅拌8h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到弱碱性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0057]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0058]
[0059]
实施例6
[0060]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-二苯胺基苄叉丙酮(313.4mg,1.0mmol)和芘甲醛(241.8mg,1.05mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在60℃油浴中搅拌10h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到弱碱性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0061]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0062][0063]
实施例7
[0064]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-二对甲苯胺基苄叉丙酮(341.5mg,1.0mmol)和芘甲醛(299.4mg,1.30mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在60℃油浴中搅拌10h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到弱碱性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0065]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0066][0067]
实施例8
[0068]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-吗啉基苄叉丙酮(231.3mg,1.0mmol)和芘甲醛(241.8mg,1.05mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在60℃油浴中搅拌8h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到弱碱性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0069]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0070][0071]
实施例9
[0072]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-溴苄叉丙酮(225.1mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.3mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在50℃油浴中搅拌4h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室
温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0073]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0074][0075]
实施例10
[0076]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-三氟甲基苄叉丙酮(214.2mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.3mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在30℃油浴中搅拌2h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0077]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0078][0079]
实施例11
[0080]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-(4-吡啶基)丁-3-烯-2-酮(147.2mg,1.0mmol)和芘甲醛(253.3mg,1.1mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加哌啶(5滴)，体系在60℃油浴中搅拌10h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0081]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0082][0083]
实施例12
[0084]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-(2-呋喃基)丁-3-烯-2-酮(136.2mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.3mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在50℃油浴中搅拌8h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0085]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0086][0087]
实施例13
[0088]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-(2-噻吩基)丁-3-烯-2-酮(152.2mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.3mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加
10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在50℃油浴中搅拌8h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0089]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0090][0091]
实施例14
[0092]
在50ml圆底烧瓶中先加入干净的搅拌子，然后依次加入4-(5-甲基2-噻吩基)丁-3-烯-2-酮(166.2mg,1.0mmol)和芘甲醛(230.3mg,1.0mmol)，用乙醇(5.0ml)溶解，最后缓慢滴加10％的氢氧化钠溶液(1.0ml)，体系在50℃油浴中搅拌8h。tlc跟踪监测至原料消耗完全，体系冷却至室温，用冰水将反应淬灭，并用1n盐酸调节溶液的ph值到中性，真空抽滤，用少量冷水洗涤滤渣三次，所得滤渣经硅胶柱层析分离提纯，真空干燥后得荧光探针。
[0093]
所制备荧光探针的分子结构式如下：
[0094][0095]
实施例15
[0096]
所用1.0mmol的苄叉丙酮衍生物与芘甲醛，其他实验方法和条件同实施例1，得一系列荧光探针。
[0097]
所用实施例中的苄叉丙酮衍生物取代基r为：苯基、4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、4-羟基苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-硝基苯基、4-氰基苯基、4-三氟甲基苯基、4-吡啶基、4-二甲胺基苯基、4-二乙胺基苯基、4-二苯胺基苯基、4-二对甲苯胺基苯基、4-(4-吡啶基)苯基、4-(甲基巯基)苯基、4-(4-吗啉)苯基、4-[双(4-甲氧基苯基)氨基]苯基、4-(羟甲基)苯基、4-吡啶鎓基、4-(4-吡啶鎓基)苯基、4-羧基苯基、4-磷酸基苯基、4-硼酸基苯基、4-苯硼酸基苯基、4-苯硼酸基吡啶鎓基、3-甲氧基苯基、3-甲基苯基、3-羟基苯基、3-氯苯基、3-溴苯基、3-硝基苯基、3-吡啶基、2-甲氧基苯基、2-甲基苯基、2-羟基苯基、2-氯苯基、2-溴苯基、2-噻吩基、2-呋喃基、5-甲基-2-噻吩、2-萘基、9-蒽基、芘基等中的一种。
[0098]
实施例16
[0099]
本发明提供了所述的一系列基于芘的aie荧光探针在荧光墨水方面的应用。该类荧光探针具有很强的荧光发射，可以作为一种新型的荧光墨水使用，具有广阔的应用前景。将本发明提供的荧光探针的均相水溶液(10μm)注射到一支空笔芯中，直接作为荧光墨水在滤纸上写字和图案，所写字体和图案在365nm紫外光照射下发出明亮荧光，与背景颜色有明显的区别，如图2所示。
[0100]
实施例17
[0101]
本发明提供了所述的一系列基于芘的aie荧光探针在荧光检测方面的应用。该类荧光探针可以用于检测生物体内硫醇(例如gsh、cys和hcy)的含量。gsh/cys/hcy中巯基亲核加成进攻该类荧光探针中的碳碳双键，破坏该类探针的空间效应，使该类探针发出荧光
信号。荧光光谱实验表明，该类荧光探针具有很好的选择性、较高的灵敏度，可作为体外实时测定gsh/cys/hcy浓度的有效工具。
[0102]
实施例18
[0103]
本发明提供了所述的一系列基于芘的aie荧光探针在生物成像方面的应用。该类荧光探针具有很强的荧光发射，且部分具有内质网、线粒体、溶酶体、葡萄糖等靶向基团，在细胞、细菌和斑马鱼中能很好地成像，为生物学研究奠定了很大的基础。
[0104]
利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。