[发明专利]一种磷光离子型铱配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域，具体涉及一类磷光离子型铱配合物的制备方法及其在氨基酸检测、细胞标记和成像领域中的应用。

背景技术

氨基酸是组成蛋白质的基本结构单位，人体生命活动中具有重要生理作用。氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列一些作用：合成组织蛋白质；变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质；转变为碳水化合物和脂肪；氧化成二氧化碳和水及尿素，产生能量。如果人体缺乏任何一种氨基酸，就可导致生理功能异常，影响抗体代谢的正常进行，严重时会导致疾病。因此，氨基酸在人体中的存在，不仅提供了合成蛋白质的重要原料，而且对于促进生长，进行正常代谢、维持生命提供了物质基础。

半胱氨酸(Cys)和高半胱氨酸(Hcy)是两种都含有巯基(-SH)的非必需氨基酸，在许多生理过程中发挥重要作用，例如，缓解有毒物或有毒药物(酚、苯、萘、氰根离子)的中毒程度；预防和治疗放射线照射造成的损伤。半胱氨酸(Cys)主要分布在肝、脾、肾中外，还大量积聚在人体表面包括皮肤、粘膜、消化器表面等，在异物侵入时可强化生物体自身的防卫能力，并对生物体的防御机构进行调整。此外，Cys还可维持巯基酶的活性，改善炎症和过敏的皮肤症状，具有防止生物体衰老的功能。Cys缺乏会导致多种综合症，包括儿童生长缓慢、皮肤病变、头发脱色、肝损伤和水肿等。

正常人体每日产生15-20μmol/L高半胱氨酸，大部分在细胞内分解代谢，仅有1.5μmol/L或更少被释放到血液中。正常空腹血浆高半胱氨酸水平为5-15μmol/L，若检查结果显示高半胱氨酸水平高于15.0μmol/L，则可诊断为高半胱氨酸血症。高半胱氨酸(Hcy)在体内的过多积累会诱发多种心血管疾病，如冠状动脉硬化性心脏病，外周血管疾病，脑血管疾病及静脉血栓形成等。此外与炎性肠道疾病、骨质疏松症和帕金森症等有一定的关联。

目前，检测半胱氨酸/高半胱氨酸的方法已经有很多的研究，Stabler等首先报道气相色谱-质谱联用测定血浆中高半胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸的含量，此法操作十分复杂，耗时长，仪器设备要求高，普及很困难；高效液相色谱法(HPLC)由于其分离的高效率和检测方式灵敏而更常用一些。HPLC根据所用的色谱柱(反相柱或离子交换柱)、衍生方式(柱前或柱后衍生)、检测方式(紫外或荧光)的不同又分为多种测定方法；Shipchandler等报道了全自动的荧光偏振免疫测定(FPIA)是通过竞争性免疫反应来测定血浆中高半胱氨酸的含量；以及高效毛细管电泳法分析、同位素检测、免疫学法等。其中，利用光物理性质进行分析检测是是较为简单直观的方法。Jing Liu组合成了一种基于香豆素-半花青素的荧光探针，该探针分子具有三个识别位点，可以配合检测Cys/GSH，根据作用产物的发光颜色不同可以实现多色成像(J.Am.Chem.Soc.2014,136,574-577)。但是上述技术荧光探针存在如下技术问题：(1)吸收波长与发射波长的间隔相对较小，可能会导致自蚀。(2)发光的寿命相对较短，不易区分背景荧光。

相对于荧光分子，磷光过渡金属配合物具有大的Stokes位移、可见光激发、良好的光稳定性、长的发射寿命、高的量子效率和发射波长易调节等优势。大的斯托克斯位移可以很容易区分激发和发射，长的发射寿命可使用时间分辨技术与背景荧光信号相区分以提高检测的信噪比和灵敏度等。因此，开发具有选择性的、可用于生物体检测的磷光探针具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种磷光发射的铱配合物，给出它们的制备方法，并提出这类配合物在Cys/Hcy检测、细胞成像以及生物标记中的应用。

本发明所采用的技术方案如下：

为了解决上述其中一个技术问题提出的技术方案是：一种磷光离子型铱配合物，由环金属配体、金属中心和含有醛基的邻菲罗啉辅助配体组成的铱配合物具有如下结构通式：

其中，C^N配体为下列结构中一种：

本发明为解决上述另一个技术问题提出的技术方案是：该磷光离子型铱配合物制备方法的合成路线如下：

步骤一.1,10-邻菲罗啉与溴化钾在浓硫酸/浓硝酸(2:1，v:v)的混合液中80℃密闭反应3小时，碳酸氢钠水溶液中和反应液成中性，萃取混合液收集有机相，浓缩得到邻菲罗啉的二酮衍生物。

步骤二.在乙酸铵的催化下，邻菲罗啉的二酮衍生物与对苯二甲醛在冰醋酸溶液中95℃密闭反应6小时，反应停止后滴加氨水溶液中和反应液成中性，过滤并干燥生成的沉淀，得到含醛基的N^N配体。