[发明专利]基于FRET机制的罗丹明B内酰胺类希夫碱的铁离子探针

说明书

本发明公开基于FRET机制的罗丹明B内酰胺类希夫碱的铁离子探针，该探针是通过2‑羟基‑1‑萘甲醛与一种罗丹明B衍生的内酰胺反应缩合而成的希夫碱化合物。该荧光探针本身具有良好的化学、光学稳定性；对铁离子具有特异性红色荧光响应，检测限可达到纳摩尔级，不受其他离子例如K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、K⁺、Na⁺等的干扰，且响应迅速；在0至35μM铁离子浓度范围内该探针荧光强度呈现出良好的线性关系；探针不受阴离子对其的干扰，可应用于环境、食品、药品、细胞、组织等样品内铁离子的检测。

技术领域

本发明属于探针技术领域，更加具体地说，涉及一系列基于FRET机制的铁离子荧光探针及该类探针代表性化合物RhN4SB3与铁离子的荧光性质研究。

背景技术

铁在人和大多数动物体内的生理功能与其存在形式息息相关，其参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及多种酶的合成，并可以激活黄嘌呤氧化酶、琥珀脱氢酶等合成。人体吸收铁元素以Fe²⁺的形式为主，体内的一些具有还原性的物质例如半胱氨酸、谷胱甘肽等，可以将Fe³⁺还原成Fe²⁺，从而得以吸收。人体对于铁元素的代谢与其他微量元素有很大不同，铁元素的代谢过程可以看作是一个环路，铁元素在人体内可以循环利用，其在人体几乎每个器官都扮演着重要角色，但无论是铁缺乏还是铁过量都会导致不同的生理疾病，铁缺乏会导致缺铁性贫血，儿童患缺铁性贫血会导致智力减弱、认知能力发育延迟，同时会导致免疫力下降等问题。而虽然人体中含有大量的铁，铁过量也同样会给人的健康带来危害。体内过量的铁对神经系统有毒性作用，在脑组织特定区域铁水平升高与多种神经退行性疾病密切相关。临床研究表明，患有帕金森症(Parkinson’s disease,PD)以及患有阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)的病人其大脑黑质致密部铁水平明显高于正常值。PD患者大脑黑质区的铁蛋白水平也同样不正常，一些研究表明，轻重两种亚型铁蛋白会随着年龄逐渐增加，但这个现象在PD和AD患者的大脑中没有发现。铁元素会出现在路易士小体中以及PD患者大脑黑质的存活神经元中，在这里，多巴胺氧化脱氨基的副产物过氧化氢会经铁催化转化成羟基自由基。此外，糖尿病以及心脑血管疾病也同样与铁元素的过载有关。但是人们对上述因铁过载引起的精神系统、循环系统疾病乃至癌症中，铁元素在病理过程中与疾病形成与发作相联系的确切机制尚未明确。

因此，开发新型铁离子检测手段对进一步探究铁元素在上述疾病中的作用机制起了至关重要的作用。近年来，荧光探针技术受到人们的广泛关注，而由于铁离子具有顺磁性，是一种常见的荧光淬灭剂，对其具有特异性响应且具有实际应用价值的荧光团比较少，现有报道的铁离子特异性荧光受体大多需要有高铁色素或铁载体的类似物结构，这无疑限制了铁离子荧光探针的开发。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供可以作为高灵敏度的铁荧光探针而加以利用的化合物。和文献现有铁离子探针相比较，本发明探针具有灵敏度高，检测下限低(纳摩尔浓度nmol/L量级)，选择性高，稳定性强，制备简单、合成成本低等优势。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

基于FRET机制的罗丹明B内酰胺类希夫碱的铁离子探针，具有如下化学式所示的结构：

其合成技术路线如下化学式所示：

在进行制备时，按照下述步骤进行：

步骤1，将罗丹明B与2-羟基-1,3-丙二胺在无水乙醇中混合均匀后在50—80摄氏度下保持体系回流状态6–10小时，得到中间物质RhN4；