[发明专利]一种可以用于检测硫醇的磷光铱（III）配合物

说明书

 

技术领域

本发明属于发光化学传感器中的一个门类研究体系，识别和检测硫醇的检测技术领域。具体涉及一种磷光铱（III）配合物，利用吸收光谱移动和磷光增强效应所带的发光和颜色变化识别硫醇，可以实现对半胱氨酸的快速识别与检测。

背景技术

生物体内重要的含巯基氨基酸有半光氨酸(Cys)，高半光酸(Hcy)，还原光谷干肽(GSH)三种氨基酸。含巯基的氨基酸在生物体的运作和协调等方面都扮演着十分重要的角色。研究表明很多疾病都跟生物体内不正常含量的Cys和Hcy有关系，生物体内半光氨酸含量过高可能会引起皮肤和肝脏的损害，健康人的高胱氨酸含量高与日后患早老性痴呆症有关系，高胱氨酸的含量还与心脑血管和动脉硬化等疾病也有密切的关系。因此开发新型的对此类含巯基的氨基酸有识别作用的化学传感器就显得尤为重要。

由于重金属磷光配合物具有以下几个特点：发射波长随配合物所处的环境变化而变化；与纯有机的荧光材料相比较，金属磷光配合物具有较大的Stokes位移和较长的发射寿命，这有利于时间分辨技术使磷光信号与背景信号相区分。近年来，利用金属有机配合物作为光传感器的研究也受到广泛关注。其中，铱配合物具有良好的发光性能使它可以作为一类潜在的光化学传感器件。

发明内容

本发明的目的是利用新开发的化合物用于检测各种硫醇，尤其适用于对半胱氨酸的裸眼定性检测和磷光定量监测。

利用含巯基的分子在不需要催化剂的条件下容易与不饱和酮能够发生1,4-加成反应的原理，设计合成了一个对含巯基氨基酸，尤其是半胱氨酸具有选择性识别的铱阳离子型配合物。由于该配合物的N^N配体是一个含有故对电子N且共轭性较好的2,2’-联吡啶配体，导致了它的HOMO和LUMO轨道都集中在2,2’-联吡啶配体，最低能跃迁则为ILCT(配体内部的电荷跃迁)。相应地，由³ILCT跃迁产生的激发态几乎没有磷光产生。但当含巯基的氨基酸与2,2’-联吡啶配体的不饱和酮发生1,4-加成反应以后，2,2’-联吡啶配体的共轭性被破坏，ILCT跃迁随之被阻止，而MLCT和LLCT跃迁成为最低能跃迁。同时配合物也表现出较强的磷光，实现了对半胱氨酸的识别作用。

本发明包括如下技术方案：

1.     一种可以检测半胱氨酸的磷光铱（III）配合物，该配合物的化学式为C₄₆H₄₁F₆IrN₅OP，其结构式及合成路线如下：----

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2.     一种项1所述的磷光铱（III）配合物的制备方法，该方法包括如下步骤：先得到前驱物Ir₂(ppy)₄Cl₂（ppy = 2-苯基吡啶）和配体L (L = 4-甲基-4-二氨基-苯基乙烯基酮-2,2’-联吡啶)，再使铱(III)前驱物Ir₂(ppy)₄Cl₂与配体L进行反应，得到最终产物。

3.     一种项1所述的磷光铱（III）配合物的用途，该化合物用于该化合物可以用于检测各种硫醇，尤其适用于对半胱氨酸的裸眼定性识别和磷光定量监测。

利用含巯基的氨基酸容易与α,β-不饱和酮发生加成反应的原理，合成了一个基于铱的半光氨酸(Cys)的磷光传感器。该配合物本身在半水溶性体系中基本没有磷光发射，是因为它的激发态跃迁主要来自于³ILCT。但是当半胱氨酸与该配合物发生1,4-加成反应后，破坏了2,2’-联吡啶配体的共轭性，使³ILCT跃迁消失，从而³MLCT [5d(Ir)→π*(L)]/³LLCT [π(ppy)→π*(L)]变为最低能量激发态。相应的磷光强度发生了将近20倍的增强，实现了对巯基氨基酸，尤其是办半胱氨酸的识别和检测。

附图说明

图1为 该配合物(20 μM)在DMF?HEPES(50 mM, pH 7.2, v/v, 4:1)溶液中的UV-Vis光谱随Cys浓度(0?80倍)的变化图；插图：配合物5的颜色和配合物5加入80倍Cys后的颜色；