一种硫化物荧光探针及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到溶液中硫化物的分析检测，具体的说是一种硫化物荧光探针及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 硫化物（H2S、HS' S2_)广泛存在于人类的生存环境中。针对硫化物的研宄以前主 要集中在它的腐蚀性和毒害性。IOppm的硫化物就会引起人体的不适，250ppm的硫化物就 能导致。然而近几年来，硫化氢被报道认为是继NO和CO以后另一种重要的信号分子，它对 人体内蛋白的作用可以调节人体的生理活动。比如，硫化氢可以通过提高神经元细胞中的 N-甲基-D-天冬氨酸受体的活性或激活神经触碰周围的星状细胞调节触碰活；通过活化钾 离子通道舒张血管平滑肌。另外，硫化氢还可以调节胰岛素的释放、内质网应激压力和发炎 症状。
[0003] 硫化物的检测分析方法包括传统滴定法、电化学分析方法、离子选择电极法、分光 光度法、荧光检测法、电子鼻等方法。其中荧光检测法具有检测信号灵敏度高、选择性好、检 测时间短等优点，是一种具有很大发展潜力的方法。另外，借助荧光成像技术，可以直观的 观测到硫化物在溶液环境中的分布状态，对研宄生命科学具有重要意义。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于保护一种硫化物荧光探针及其制备方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种硫化物荧光探针，荧光探针结构如式一所示：
[0007]
[0008] 硫化物荧光探针的制备方法：
[0009] (1)采用近红外荧光染料IR 780碘化物（11-氯-1，1'-二正丙基-3, 3, 3'，3'-四 甲基-10, 12-三亚甲基吲哚三碳花青碘盐）为原料，将原料和间苯二酚溶解在DMF溶剂中 混合均匀，而后向混合液中加入三乙胺溶液，在40-70°C下反应时间为4-8小时，得到式二 所示的荧光染料化合物；
[0010] 其中，间苯二酚、IR 780碘化物与三乙胺的摩尔比为3. 0-3. 5 :1 :3. 0-4. 5。
[0011] (2)将上述所得式二所示的荧光染料化合物与1-溴-2, 4二硝基苯以及无水碳酸 钾按摩尔比为1:2-3:2-3的比例混合，混合后溶于DMF中，于90-100°C下反应时间为4-8小 时，即得到式一所示荧光探针；
[0012]
[0013] 所述步骤（2)所得产物采用乙酸乙酯萃取，然后经硫酸镁干燥，干燥后经硅胶层 析柱提纯，洗脱液为体积比为3-5:1比例混合的甲醇和乙酸乙酯。
[0014] 所述探针用于水溶液或生物体内溶液环境中硫化物的分析检测中。
[0015] 所述探针用乙醇和水的混合液分散；其中混合液中乙醇和水体积比例为2-5:1， 荧光探针的浓度为1 μ M。
[0016] 采用乙醇和水的混合液分散后，用于水溶液或生物体内溶液环境中硫化物的分析 检测。
[0017] 本发明所具有的优点：
[0018] 本发明保护的硫化物荧光探针合成过程简单，具有对硫化物的信号响应灵敏，选 择性高等优点。同时该荧光探针的发射波长位于近红外波段，受环境因素影响小。
【附图说明】
[0019] 图1.为本发明实施例提供了硫化物荧光探针的合成路线。
[0020] 图2为本发明实施例提供了硫化物荧光探针的荧光特性。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过实施例对本发明做进一步说明。
[0022] 本发明式一化合物，是由商品化荧光染料IR 780碘化物改性制得，制备过程包括 以下两步：1)加入摩尔比为3. 0-3.5 :1的间苯二酚与IR 780碘化物（11-氯-1，Γ-二正丙 基-3, 3, 3'，3'-四甲基-10, 12-三亚甲基吲哚三碳花青碘盐）于DMF中，混合均匀后加入 三乙胺溶液（三乙胺与DMF的体积比为2-5:1)。混合物溶液在氮气保护下升温至40-70°C 反应4-8小时。过滤，提纯后得到中间产物荧光染料；2)将摩尔比为1:2-3:2-3的荧光染 料、1-溴-2, 4二硝基苯与无水碳酸钾溶于DMF溶液中。混合均匀后，在氮气保护下，升温至 90-KKTC反应4-8小时。经萃取、干燥以及提纯后得到最终产物。
[0023] 实施例1
[0024] 将摩尔比为3. 0 :1的间苯二酚与IR 780碘化物混合于DMF中，加入三乙胺液 体（三乙胺与DMF的体积比为3:1)，混合物在室温下搅拌均匀后升温至50摄氏度反应 4小时。通过减压蒸馏去除溶液中的溶液，将得到的混合产物通过快速硅胶层析柱分离 产物（采用甲醇为洗脱液），收集蓝绿色洗脱液，并经旋蒸干燥后，得到中间产物荧光染 料（核磁共振表征结果NMR (600MHz，MeOD) δ 8· 77 (d，J = 14. 8Hz，1H)，7· 66 (d，J = 7. 4Hz, 1H), 7. 55-7. 51 (s, 2H), 7. 48-7. 39 (s, 4H), 7. 28 (s, 1H), 6. 90-6. 84 (s, 2H), 6. 47 (d ,J = 14. 8Hz, 1H), 4. 31 (d, J = 7. 4Hz, 2H), 2. 85-2. 76 (s, 3H), 2. 74 (d, J = 6. 2Hz, 3H), I. 63 (s, 1H), I. 42 (s, 3H), I. 10 (d, J = 7. 4Hz, 3H), I. 04 (d, J = 7. 4Hz, 2H), 0. 89 (s, 1H). 13C NMR(151MHz, MeOD) δ 173. I, 158. 4, 155. 2, 148. 0, 147. I, 142. 2, 141. 7, 140. 6, 128. 5, 126. 2 ,126. 0, 125. 7, 122. 6, HO. 5, H0.0 , 106. 2, 105. 0, 104. 8, 65, 54. 9, 30. 8, 27. 3, 26. 2, 25. 8, 12. 3)〇
[0025] 将得到的荧光染料与I-溴-2, 4二硝基苯以及无水碳酸钾按摩尔比为1:2:3 的比例溶于DMF中，混合均匀后升温至90摄氏度，反应4小时。反应结束后，在混合液 中加入大量冰水，并用乙酸乙酯萃取，然后经无水硫酸镁干燥。得到的粗产物经快速硅 胶层析柱提纯，所采用的洗脱液为甲醇和乙酸乙酯的混合液，混合体积比4:1，收集洗脱 液中蓝绿色部分，经旋蒸干燥后，采用核磁共振及质谱表征最终得到的目标产物（核磁 共振表征结果,H NMR(600MHz, MeOD) δ 8. 47 (s, 1H)，8. 03 (d, J = 2. 8Hz, 1H)，7. 00 (d, J =27. 7Hz, 1H), 6. 93(d, J = 2. 7Hz, 1H), 5. 37 (d, J = 4. 7Hz, 2H), 4. 89 (s, 4H), 3. 48-3. 40 (s, 1H), 3. 23 - 2. 98 (s, 2H), 2. 32 - 2. 25 (s, 2H), 2. 25 - 2. 19 (s, 1H), 2. 05 (d, J =5. 7Hz, 1H), I. 54 - I. 43(s, 2H), I. 43 - I. 24(s, 2H), I. 24 - I. 21 (s, 1H), 0. 63 -0. 33 (s, 2H), 0. 16 - 0. 02 (s, 2H). 13C NMR(151MHz, MeOD) δ 172. 11, 157. 29, 152. 19, 147. 12, 141. 76, 140. 82, 134. 79, 130. 36, 129. 93, 128. 76, 126. 79, 122. 52, 122. 08, 121. 24, 119. 39, 117. 64, 114. 77, 113. 77, 105. 40, 104. 68, 54. 49, 48. 16, 47. 98, 31. 21, 26. 80, 26. 06, 24. 64, 21. 14, 11. 53)。整个合成过程见图1。
[0026] 实施例2
[0027] 将上述实施例制备所得硫化物荧光探针，溶于乙醇和水的混合液，乙醇和水的混 合比例为5:1，硫化物荧光探针的浓度为1微摩尔。测量硫化物荧光探针的荧光信号（激发 波长为690纳米），将硫化物荧光探针与含有100微摩尔Na 2S的PBS溶液混合，15分钟后， 测量混合物的荧光信号（激发波长为690纳米）。硫化物荧光探针的荧光响应见图2。
[0028] 由图2可见，当所制得的硫化物荧光探针与Na2S结合后，会产生明显的信号增强 作用，所发射荧光波长718纳米，位于近红外波段；而没有和Na 2S作用的荧光探针的荧光响 应较小，说明该探针具有较高的检测灵敏度。
[0029] 本发明保护的硫化物荧光探针合成过程简单，对硫化物的信号响应灵敏，选择性 高。同时该荧光探针的发射波长位于近红外波段，受环境因素影响小。
【主权项】
1. 一种硫化物荧光探针，其特征在于：荧光探针结构如式一所示：2. 按权利要求1所述的硫化物荧光探针的制备方法，其特征在于： (1) 采用近红外荧光染料IR780碘化物（11-氯-1，1' -二正丙基-3, 3, 3'，3' -四甲 基-10, 12-三亚甲基吲哚三碳花青碘盐）为原料，将原料和间苯二酚溶解在DMF溶剂中混 合均匀，而后向混合液中加入三乙胺溶液，在40-70°C下反应时间为4-8小时，得到式二所 示的荧光染料化合物； 其中，间苯二酚、IR780碘化物与三乙胺的摩尔比为3. 0-3. 5 :1 :3. 0-4. 5 ; (2) 将上述所得式二所示的荧光染料化合物与1-溴-2, 4二硝基苯以及无水碳酸钾按 摩尔比为1:2-3:2-3的比例混合，混合后溶于DMF中，于90-100°C下反应时间为4-8小时， 即得到式一所示荧光探针；3. 按权利要求2所述的硫化物荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（2)所得 产物采用乙酸乙酯萃取，然后经硫酸镁干燥，干燥后经硅胶层析柱提纯，洗脱液为体积比为 3-5:1比例混合的甲醇和乙酸乙酯。4. 按权利要求1中的硫化物荧光探针的的应用，其特征在于：所述探针用于水溶液或 生物体内溶液环境中硫化物的分析检测中。5. 按权利要求4中的硫化物荧光探针的的应用，其特征在于：所述探针用乙醇和水的 混合液分散；其中混合液中乙醇和水体积比例为2-5:1，荧光探针的浓度为1yM。6. 按权利要求5中的硫化物荧光探针的的应用，其特征在于：采用乙醇和水的混合液 分散后，用于水溶液或生物体内溶液环境中硫化物的分析检测。
【专利摘要】本发明涉及到溶液中硫化物的分析检测，具体的说是一种硫化物荧光探针及其制备方法。荧光探针结构如式一所示,其是由商品化荧光染料IR780碘化物改性制得本发明保护的硫化物荧光探针合成过程简单，对硫化物具有极高的选择性，及具有对硫化物的信号响应灵敏，选择性高等优点。同时该荧光探针的发射波长位于近红外波段，受环境因素影响小。具有良好的应用前景。
【IPC分类】G01N21/64, C09K11/06, C07D405/06
【公开号】CN104946240
【申请号】CN201510283188
【发明人】戚鹏, 张盾
【申请人】中国科学院海洋研究所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月28日