一种具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针及其制备和应用

本发明涉及荧光检测领域，具体涉及一种聚集诱导发光性质的ph荧光探针及其制备和应用。

背景技术：

1、众所周知，ph是影响着环境水质和生物体生长发育的一项重要指标。一方面，天然水体的ph是处于一定范围内，其异常变化会抑制水中微生物的生长，若长期处于异常值下会破坏水的生态平衡，降低水中种群数量，甚至可导致鱼类绝迹。另一方面，ph在许多生理过程中起着重要的作用，具有调节细胞活动的功能，正常情况下细胞内ph一般为7.2～7.4，在阿尔兹海默症、肝损伤、糖尿病和肿瘤等疾病中，ph值往往都会偏离正常生理指标。

2、综上所述，在环境监测、生态保护和细胞内环境检测等领域实现ph值的定量检测具有十分重要的实际意义。检测ph值的方法有很多，如电位滴定法、酸碱滴定法等。但是这些方式具有操作不简便、价格高等缺点。和以上手段相比，荧光探针往往具有灵敏度高、选择性好、响应时间短、操作方便等优点，到目前为止，研究者们已开发多种ph荧光探针，但是多数探针有以下三个缺点：1)多数探针合成步骤多，制备成本高；2)多数荧光探针具有不良的聚集诱导猝灭效应，容易被光漂白；3)多数探针的斯托克斯位移小，容易收到仪器背景的干扰。因此，迫切需要开发具有易制备、聚集诱导发光性质和斯托克斯位移大等优点的ph荧光探针。

技术实现思路

1、本申请提供一种易制备、聚集诱导发光性质和斯托克斯位移大等优点的ph荧光探针及其制备方法和应用。

2、本申请的第一个目的是提供一种具有聚集诱导发光性质的ph荧光探针，所述ph荧光探针的结构式如式(i)所示：

3、

4、可选的，所述ph荧光探针的ph值响应范围为5.33～8.72。

5、可选的，所述ph荧光探针的pka为7.07。

6、本申请的第二个目的是提供一种所述ph荧光探针的制备方法，包括：

7、将化合物(ii)、溶剂、碘化钾、碳酸铯和化合物(iii)依次放入反应瓶中，并置于55～65℃条件下反应；待反应结束后，将反应液进行分离纯化，获得所述式(i)所示的ph探针。

8、

9、反应式如下：

10、

11、可选的，所用实际化合物(ii)和化合物(iii)均为公开的化合物，购买自试剂公司。

12、可选的，所述化合物(ii)与化合物(iii)、碘化钾、碳酸铯按物质的量比为1:1.5～2:0.1:2。

13、可选的，所述溶剂为乙腈。

14、可选的，反应时间为15-20小时。

15、进一步可选的，反应温度为60℃，反应时间为16小时。

16、可选的，所述反应液分离纯化为：先过滤，滤液减压旋蒸去除溶剂，取浓缩物进行柱层析分离，以体积比70:1的二氯甲烷甲醇混合液为展开剂，洗脱目标产物，获得式(i)所示的ph荧光探针。

17、本申请的第三个目的是提供所述的具有聚集诱导发光性质的ph荧光探针在ph值检测中的应用。

18、具体地，本申请提供一种所述ph荧光探针在制备检测ph值的试剂、试剂盒或试纸条中的应用。

19、本申请还提供一种检测ph值的试剂盒，包含所述的ph荧光探针。所述ph荧光探针按照本领域成熟的方法制成试剂盒。

20、本申请还提供一种所述ph荧光探针在检测生态环境中ph值或非诊断目的的体外检测活细胞内ph值中的应用。

21、本申请提供的具有聚集诱导发光性质的ph荧光探针，可对溶液中的ph值进行定量检测，因此，本申请还提供一种ph值定量检测方法，可用于生态环境中ph值的定量检测，包括：

22、将所述的ph荧光探针加入待测溶液中，混匀得检测液；在激发波长为320nm、发射波长为450nm下采集检测液的荧光强度，代入标准曲线计算得到待测溶液的ph值。

23、可选的，待测溶液中加入的具有聚集诱导发光性质的ph荧光探针的终浓度为0.01mm，与待测溶液的ph值为5.33～8.72时呈良好的线性关系，能够对该浓度范围内的待测溶液的ph值的定量检测。

24、可选的，标准曲线的制备如下：

25、将0.01mm荧光探针分别置于ph值为5.33～8.72内的溶液，激发波长为320nm，发射波长为450nm下采集待测溶液的荧光强度，以ph为纵坐标、log[(imax-i)/(i-imin)]为横坐标，绘制即得线性标准曲线。

26、本申请还提供一种所述ph荧光探针在细胞成像或在制备细胞成像试剂中的应用。

27、可选的，所述细胞为肿瘤细胞。进一步地，所述细胞为人宫颈癌细胞hela细胞。

28、本申请提出的荧光探针检测原理为：以萘环为荧光母核，吗啉基团通过光诱导电子转移机制使得探针的荧光淬灭，ph值的降低会使吗啉基团发生质子化，光诱导电子转移机制降低，荧光开启。

29、与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果之一：

30、(1)本申请提供的ph荧光探针具有聚集诱导发光性质，不易发生光漂白。

31、(2)本申请提供的ph荧光探针的制备方法简单，反应产率高，其信号不受离子的干扰，并可对溶液ph值进行精准的定量检测。

32、(3)本申请提供的ph荧光探针属于d-π-a类荧光探针，具有斯托克斯位移大的优点，不易受到仪器的干扰，具有良好的科研价值和应用价值。

33、(4)在检测ph过程中，探针的选择性好，斯托克斯位移大，可精准的定量检测溶液的ph值，在环境监测、生态保护和细胞内环境等领域在探测酸度有广泛的应用前景。

34、(5)本申请提供的ph荧光探针可用于生态环境中的ph定量检测。

35、(6)本申请提供的ph荧光探针可用于细胞成像，检测细胞内的ph变化。

技术特征：

1.一种具有聚集诱导发光性质的ph荧光探针，其特征在于，所述ph荧光探针的结构式如式(i)所示：

2.根据权利要求1所述的ph荧光探针，其特征在于，所述ph荧光探针的ph值响应范围为5.33～8.72。

3.根据权利要求1所述的ph荧光探针，其特征在于，所述ph荧光探针的pka为7.07。

4.如权利要求1所述ph荧光探针的制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述化合物(ii)与化合物(iii)、碘化钾、碳酸铯按物质的量比为1:1.5～2:0.1:2；所述溶剂为乙腈；反应时间为15-20小时；

6.如权利要求1～3任一项权利要求所述ph荧光探针在制备检测ph值的试剂、试剂盒或试纸条中的应用。

7.一种检测ph值的试剂盒，其特征在于，包含如权利要求1～3任一项权利要求所述的ph荧光探针。

8.如权利要求1～3任一项权利要求所述ph荧光探针在检测生态环境中ph值或非诊断目的的体外检测活细胞内ph值中的应用。

9.一种非诊断目的的ph值定量检测方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的ph值定量检测方法，其特征在于，所述待测溶液中加入的ph荧光探针的终浓度为0.01mm，待测溶液的ph值为5.33～8.72。

技术总结
本申请公开了一种具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针及其制备方法和应用，pH荧光探针结构式如式(I)所示：该pH荧光探针只需通过一步合成即可获得，合成产率高，制备方法简单。在检测pH过程中，探针的选择性好，斯托克斯位移大，可精准的定量检测溶液的pH值，在环境监测、生态保护和细胞内环境等领域在探测酸度有广泛的应用前景。

技术研发人员：都思佳,谢振达,田彩虹,姚俊,章佩丽,王浩,赵文雅,林星,余彬彬,祝子坪
受保护的技术使用者：台州学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13