[发明专利]一种锰和铜双离子响应的荧光探针及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新的近红光氟硼二吡咯甲川衍生物及其制备方法，属于荧光探针方面的内容，本发明以8‑(4‑(氯甲基)苯基)‑4，4‑二氟‑1,3,5,7‑四甲基‑4‑硼‑3a,4a‑二吡咯(标记为BODIPY‑C)、二吡啶甲基胺、对二甲胺基苯甲醛为原料合成了一种新的近红光氟硼二吡咯甲川化合物:1,7‑二甲基‑3，5‑(二(4‑(二甲氨基苯基)‑2‑烯基))‑8‑((二(2‑吡啶甲基)胺‑4‑苯甲基)‑4,4‑二氟‑4‑硼‑3a,4a‑二吡咯,简称为BODIPY‑NPDA)。发现BODIPY‑NPDA的最大紫外‑可见光吸收波长在704nm，能够作为荧光探针检测Cu²⁺和Mn²⁺。

技术领域

本发明涉及一种新的近红光氟硼二吡咯甲川衍生物及其制备方法，属于荧光探针方面的内容，能够作为锰和铜双离子响应的荧光探针。

背景技术

近年来，在现代生物技术和生命科学研究的诸多检测识别方法中，荧光分析方法由于其灵敏度高，选择性好，检出限低等优点，在生物化学分析领域有着不可替代的作用。因此，使用人工设计合成的荧光探针选择性的检测和识别生态环境及生物系统中的重要离子，尤其是重金属离子受到诸多科学研究者的广泛关注。铜离子和锰离子在工业上有着广泛的应用，同时，铜离子和锰离子又是维持人体健康的必需微量元素。尽管铜离子和锰离子在人体和其他生物系统中扮演着重要角色，但是铜离子和锰离子的代谢异常同样会引起一系列的疾病。例如，铜离子代谢异常，会导致阿尔茨海默氏病、帕金森病、心血管疾病等病症；而锰离子代谢异常，会导致延迟凝血、高胆固醇血症、神经损伤等病症。因此，在生态环境和生物体系中快速简单且具有选择性的检测铜离子和锰离子显得尤为重要。

最近BODIPY类荧光探针BPDA被报道用于小鼠体内的铜离子含量的检测(Xue X,Fang H,Chen H,et al.In vivo fluorescence imaging for Cu ²⁺in live mice by anew NIR fluorescent sensor[J].Dyes&Pigments,2016,130:116-121.)，同样的，荧光素系列和罗丹明系列探针被报道用于生物体内的锰离子含量的检测(Adhikari S,Ghosh A,Sahana A,et al.Tailoring Ligand Environment toward Development ofColorimetric and Fluorescence Indicator for Biological Mn(II)Imaging[J].Analytical Chemistry,2015,88(2).)。但是这些荧光探针具有较小的斯托克斯位移，光稳定性较差和NIR荧光团的低量子产率，荧光受环境影响较大，具有一定的低毒性，难以准确的检测细胞中铜离子和锰离子。我们前期报道过一种铜离子荧光探针(陈秋云，李赞，一种铜离子荧光探针及其合成方法，中国发明专利申请号，201210539628.X),其最大吸收仅为499nm。为降低细胞等生物环境背景荧光的干扰，我们进一步通过对其结构进行修饰，制备了一种新的近红光荧光探针，其最大吸收达到700nm，能够在近红光区对铜离子和锰离子进行双响应，有望用于生物体内铜离子和锰离子的检测。

发明内容

本发明以8-(4-(氯甲基)苯基)-4，4-二氟-1,3,5,7-四甲基-4-硼-3a,4a-二吡咯(标记为BODIPY-C)、二吡啶甲基胺、对二甲胺基苯甲醛为原料合成了一种新的近红光氟硼二吡咯甲川化合物:1,7-二甲基-3，5-(二(4-(二甲氨基苯基)-2-烯基))-8-((二(2-吡啶甲基)胺-4-苯甲基)-4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二吡咯,简称为BODIPY-NPDA)。发现BODIPY-NPDA的最大紫外-可见光吸收波长在704nm，能够作为荧光探针检测Cu²⁺和Mn²⁺。

本发明的一种铜锰双离子响应荧光探针(BODIPY-NPDA)，其结构如下：

上述化合物的制备方法如下：