[发明专利]一种三价铁离子荧光探针化合物及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种三价铁离子荧光探针化合物及其制备与应用，属于荧光探针技术领域。

技术背景

铁是动植物所必须的一种微量元素，它在细胞代谢过程中起着重要的作用，铁可以作为血红蛋白的氧载体，催化各种酶反应。在人体中，缺少三价铁离子会导致贫血、糖尿病、心脏病以及肝、肾的损伤。但是，虽然铁是维持身体健康的重要元素，一旦它的含量超出了生物体的安全范围，就可能会促进氧化脂肪、蛋白质和细胞中的其他组分而变得有毒。身体中超量的三价铁离子与某些癌症和器官的功能性障碍有着密切的关系。因此检测身体中的铁的含量能够用于指导预防某些疾病。

常见的定性定量检测三价铁离子的的方法有：原子吸收、比色法、分光光度法、循环伏安法等等。但这些技术需要繁琐的样品预制备过程、复杂的仪器设备、以及对细胞易造成伤害等缺点。因此用裸眼就能直接观察到检测结果的荧光探针法是消除上述不足之处的可行方法之一，近年来，由于金属离子荧光探针的高灵敏度、高选择性、低检测限等优势，金属离子荧光探针的设计与合成有很大发展，目前，常见的用于荧光探针的荧光基团化合物主要有荧光素、罗丹明、BODIPY、花青类染料等。在实验中必须采用高强度激光激发高浓度荧光物的措施来获得足够强的上转换荧光，这使得荧光化合物吸收的光能很大一部分没有转化为荧光光能，而是以热的形式释放出来，加大了对生物样品的热损伤，增加了活体生物样品观测的难度。CN102391150A提供一种铁离子荧光探针化合物对苯二胺缩二乙酸乙酯基苯甲醛及其制备方法，该化合物在缓冲溶液中对铁离子表现出识别性，最低可探测的铁离子浓度为10^-6mol/L。但其存在以下不足：1、该技术的荧光探针对铁离子的响应不具有线性规律，无法定量的测试铁离子的浓度；2、该技术的荧光探针检测最低限只有10^-6mol/L，不能满足更低铁离子浓度的测试；3、该技术的荧光探针未能应用于生物中铁离子检测与成像研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种三价铁离子荧光探针化合物，可以灵敏检测三价铁离子。

本发明还提供所述三价铁离子荧光探针化合物的制备方法与应用。

本发明的技术方案如下：

一种三价铁离子荧光探针化合物，具有式I所示的结构：

本发明所述的三价铁离子荧光探针化合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将罗丹明B与无水乙二胺在乙醇中回流反应制得式II所示的罗丹明酰胺；

(2)联萘酚与氯甲基甲醚在氢化钠存在下、于四氢呋喃溶剂中反应，制得式III所示的化合物，反应式中的MOMCl代表氯甲基甲醚：

(3)上述式III化合物在丁基锂作用下，与N,N-二甲基甲酰胺反应，制得式IV所示的化合物，反应式中的TMEDA代表四甲基乙二胺溶剂，DMF代表N,N-二甲基甲酰胺：

(4)将制得的式IV化合物再用盐酸脱去甲醚甲基，得到带有醛基的联萘酚，即式V化合物；

(5)将步骤(1)制得的罗丹明酰胺与步骤(4)制得的带有醛基的联萘酚，在乙醇中加热到78～83℃回流反应9～11小时，冷却析出沉淀，过滤出沉淀再用乙醇冲洗，得到产物。

根据本发明，优选的，步骤(1)所述罗丹明与乙二胺的摩尔比为1:5-20。

根据本发明，优选的，步骤(2)所述联萘酚与氯甲基甲醚的摩尔比为1:2-2.5；氢化钠占联萘酚的质量比为30-40％；

根据本发明，优选的，步骤(3)所述式III化合物与N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:1.1-1.2；，丁基锂与N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比1:1。

根据本发明，优选的，步骤(2)-(3)全程在氮气保护下进行。

根据本发明，优选的，步骤(4)中所述盐酸浓度为10-12mol/L。

根据本发明，优选的，步骤(5)罗丹明的酰胺和带有醛基的联萘酚的摩尔配比为1:1。

根据本发明，优选的，步骤(5)回流反应温度为80℃。

更为详细的，所述的三价铁离子荧光探针化合物的制备方法，步骤如下：

(a)取罗丹明B，溶于乙醇中，加入无水乙二胺，搅拌回流反应12-18小时，蒸除乙醇溶剂；加水溶解过量的乙二胺，再用二氯甲烷萃取有机产物、无水硫酸钠干燥，蒸除二氯甲烷溶剂，得罗丹明酰胺产物。