[发明专利]一种新型的pH响应荧光分子探针及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的pH响应荧光分子探针、制备方法及其用途，更具体地涉及一种化学名称为5-(2-苯基吡咯并[2,1,5-cd]中氮茚-5-基)-134-二唑-2-硫酚的pH响应荧光分子探针、制备方法及其用途，属于有机分析和光化学领域。

背景技术

pH是影响物质的理化性质及反应性能的一个重要参数，其具有重要的生物学意义。目前最广泛使用的pH测量方法就是pH比色指示剂和玻璃电极。自发现石蕊试液具有随着pH值变化发生颜色变化的特性依赖，各种酸碱指示剂得到了广泛的应用，但是该方法也存在缺陷，即无法用于生命体内进行活体细胞造影，而且比色法的灵敏度较低，无法检测到细胞中0.10-0.20个单位的pH变化。玻璃电极虽然灵敏，但是用于较小的细胞检测时会有电流干扰以及机械损伤，因此玻璃电极同样不适用于细胞内pH检测和细胞成像，且在极端pH值检测时误差较明显。相比以上两种检测方法，基于质子化或去质子化的荧光探针的光学检测方法则不具有上述问题，其不仅便于荧光显微学研究，而且可实时监测pH值的动态分布和区域变化。因此，开发新型用于pH准确测量的荧光探针成为当代分子荧光识别领域的一个研究热点。

基于不同识别基团的pH荧光探针，其识别机理主要是由于识别基团上含有电负性大的原子或易解离的基团(如氨基、羟基、羧基等)，通过质子化或去质子化作用导致发光信号的改变而实现检测的。现有技术中已存在多种pH响应荧光分子探针的制备，作为例举性的有如下几种：

CN101424641A的专利申请报道了一种基于氟硼荧染料的强酸型pH荧光探针，其结构式如下。该探针分子可适用于强酸型环境，解决了现有检测pH的荧光探针在强酸性环境下效果不理想的问题。

CN103320120A的专利申请公开了一种含半胱酸乙酯结构的罗丹明B类靶向溶酶体pH荧光探针，其结构式如下。该探针在中性和碱性条件下无荧光，而随pH的降低(pH＝4)荧光强度则逐渐达到最大值，且具有良好的抗干扰能力和可逆性。

尽管如此，上述现有技术报道的探针分子所采用的识别基团却仅仅涉及易解离的胺基、羧基等类似基团。由于巯基(-SH)含有活泼氢，是细胞中化学活性最高的基团；同时，含有1,3,4-二唑-2-巯基官能团的化合物多数用作合成药物的中间体或用于合成有电致发光性能的有机金属配合物，而并没有被开发为pH荧光探针的相关报道。此外，巯基上活泼氢的去质子化可导致含有该官能团的化合物共轭结构的变化，从而改变其光学性能而有望成为荧光探针的识别基团。

基于上述理解，本发明人在大量文献调研的基础上，旨在通过特定的识别基团、信号基团和连接基团的筛选及分子结构和位置关系的设计而开发出一种对H⁺具有良好识别效果的新型pH荧光分子探针。

发明内容

为了克服上述所指出的诸多缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而开发出一种新型的pH响应荧光分子探针、制备方法及其用途，进而完成了本发明。

具体而言，本发明的技术方案和内容涉及三个方面：

第一方面，本发明的技术方案和内容涉及一种化学名称为5-(2-苯基吡咯并[2,1,5-cd]中氮茚-5-基)-1,3,4-二唑-2-硫酚的pH响应荧光分子探针，其结构如下式(I)所示：

第二方面，本发明的技术方案和内容涉及一种上述化学名称为5-(2-苯基吡咯并[2,1,5-cd]中氮茚-5-基)-1,3,4-二唑-2-硫酚的pH响应荧光分子探针的制备方法，所述方法为：在碱的存在下，下式(II)化合物与CS₂在溶剂中反应，从而得到式(I)化合物，如下反应式所示：

在本发明的所述制备方法中，所述碱可为KOH、NaOH、Na₂CO₃、K₂CO₃、Cs₂CO₃中的任意一种。

在本发明的所述制备方法中，所述式(II)化合物和碱的摩尔比为1:2-4，例如可为1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4，优选为1:3。