[发明专利]两亲性鸟苷衍生物及其制备方法和在三磷酸胞苷传感识别中的应用

说明书

技术领域

本发明属于超分子传感材料技术领域，具体涉及一种两亲性鸟苷衍生物及其制备方法，以及采用该两亲性鸟苷衍生物制备的囊泡型荧光超分子传感器在传感识别三磷酸胞苷中的应用。

背景技术

生物阴离子在生命体的正常运转中发挥必不可少的作用，因此对它们的识别与检测具有非常重要的意义。在生命细胞中绝大多数生命过程都有磷酸阴离子及其衍生物的参与。例如：蛋白质的可逆磷酸化反应可作为分子开关来调节蛋白质的活性，蛋白质结构中的丝氨酸，苏氨酸以及酪氨酸磷酸化过程是蛋白质传递信息的基础；三磷酸腺苷(ATP)是活细胞内的能量载体，广泛存在于细胞核，线粒体、叶绿体以及细胞质基质中，并不断与二磷酸腺苷(ADP)相互转化形成三磷酸腺苷系统，ATP分子中的磷酸酯键断裂后可释放出大量的能量，这些能量可启动细胞中成千上万个反应并驱动细胞运动；三磷酸鸟苷(GTP)参与了RNA的合成和梓檬酸循环；三磷酸胞苷(CTP)可以修复脑细胞和神经细胞,帮助治疗神经系统的某些疾病,能够促进胆固醇和脂肪的运输,并且在核酸和蛋白质的合成中发挥重要作用。鉴于磷酸衍生物在生命活动中的重要作用，创制能高效传感并识别磷酸阴离子的传感体系将会极大促进对生命体中很多分子识别过程的理解。而生命体中很多分子识别过程均发生在界面上，例如：细胞识别过程、酶催化过程、外部刺激信号传递等。因此，构建功能纳米界面、实现生物界面功能、厘清界面上的作用机理对深入理解生命过程并模拟生物功能至关重要。

一般用于检测阴离子会用到氢键作用、静电作用和配位作用。目前所报道的基于氢键作用和静电作用的传感器多数仅能在有机溶剂中工作，而不能在生理环境下工作，因此在很大程度上限制了基于氢键作用和静电作用的化学传感器的实际应用。与氢键作用和静电作用相比，配位作用的突出优点在于基于配位作用的化学传感器可在生理环境下工作。因为配位键具有高的键能，能克服水合作用的干扰，而且金属配合物具有相对刚性的空间构型，有利于选择性识别阴离子。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种两亲性鸟苷衍生物及其制备方法和在三磷酸胞苷传感识别中的应用。

解决上述技术问题所采用的技术方案是该两亲性鸟苷衍生物的结构式如下所示：

上述两亲性鸟苷衍生物的制备方法由下述步骤组成：

1、合成式Ⅰ化合物

以丙酮为溶剂，将鸟苷与对甲基苯磺酸、2,2-甲氧基丙烷按摩尔比为1:1～3:23～25，常温搅拌反应24小时，分离纯化产物，得到式Ⅰ化合物。

2、合成式Ⅱ化合物

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，在氮气保护下，将式Ⅰ化合物、4-二甲氨基吡啶、棕榈酸酐按摩尔比为1:0.2～0.6:1～2，常温反应24～48小时，分离纯化产物，得到式Ⅱ化合物。

3、合成式Ⅲ化合物

将式Ⅱ化合物溶于质量分数为50％的甲酸水溶液中，式Ⅱ化合物与甲酸的摩尔比为1:1.5～3，60～70℃加热搅拌2～3小时，加入NaOH水溶液中和反应液，分离纯化产物，得到式Ⅲ化合物。

4、合成两亲性鸟苷衍生物

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，在氮气保护下，将式Ⅲ化合物、丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶按摩尔比为1:3～5:0.2～0.6，常温反应24～48小时，分离纯化产物，得到两亲性鸟苷衍生物。

上述步骤2中，优选式Ⅰ化合物与4-二甲氨基吡啶、棕榈酸酐的摩尔比为1:0.5:1。

上述步骤3中，优选式Ⅱ化合物与甲酸的摩尔比为1:2。

上述步骤4中，优选式Ⅲ化合物与丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1:4:0.5。

本发明两亲性鸟苷衍生物在传感识别三磷酸胞苷中的用途，具体方法如下：

1、将两亲性Tb(III)配合物加入10mmol/LpH值为7.4的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中，在50～60℃下保温1～3小时，自然冷却至常温，常温静置8～12小时，得到100μmol/L两亲性Tb(III)配合物溶液。

上述两亲性Tb(III)配合物的结构式如下所示：

2、将两亲性鸟苷衍生物加入10mmol/LpH值为7.4的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中，在50～60℃下保温1～3小时，自然冷却至常温，常温静置8～12小时，得到200μmol/L两亲性鸟苷衍生物溶液。