[发明专利]双光子荧光钠离子探针及其合成方法和应用

说明书

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种双光子荧光钠离子探针及其合成方法和应用，所述探针以双氰基二苯代乙烯为双光子荧光母体制备。该探针分子体积小，对钠离子有很好的选择性，而锌、钾、钙、镁、锰、汞等钠离子以外的其他离子对检测没有干扰，可以检测微摩尔浓度的钠离子。探针分子络合钠离子后荧光强度下降，可以对钠离子含量进行双光子荧光检测。双光子荧光显微成像实验表明这类探针对成纤维细胞等细胞或组织渗透性好，本身对细胞没有毒副作用，特别适于细胞内钠离子浓度变化和汞离子分布的检测，在生物、医药领域中具有极大的应用价值。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体地说涉及一种双光子荧光钠离子探针及其合成方法和应用。

背景技术

全球经济的发展，带给人们物质生活水平的提高。但也带来了大量的环境问题，例如：金属离子的污染。对于金属离子的检测和监督是现在生物以及医学领域研究的热点问题。以前对于金属离子的检测方式一定程度上损害了细胞，且准确度不够。金属离子荧光探针的发展可以实现对金属离子的专一性检测，在荧光显微镜下进行实时检测，避免了由于大量化学试剂的注入对于细胞的损坏。因此，开发出具有生物相容性、特异性结构和位点识别基元、大的双光子吸收截面、高的荧光量子产率和识别响应性的双光子金属离子荧光探针是必要的。

现有报道的检测金属离子的的双光子荧光探针，如CN201610272352.1(专利1)一种双光子荧光探针及其制备方法和用途，公开了探针的结构式，以及其用于细胞内钯离子分布检测的应用，该探针是以香豆素与罗丹明为母体制成的，侧重于细胞内钯离子分布的监测，且是对HeLa细胞渗透性好；CN201510547069.0(专利2，本发明人之前申请)细胞内汞离子检测与显像用二苯乙烯基双氰基苯双光子荧光探针，公开了该探针的结构式和制备方法，以及细胞内汞离子浓度变化和分布检测的应用，该探针是以二苯乙烯基双氰基苯为母体，通过2,5-二(4-[二(2-氯乙基)氨基]苯乙烯基)对苯二甲腈与巯基乙醇发生亲核取代反应而制备，重点在于同汞离子的络合。CN201210224714.1(专利3)提供一种单\双光子钙离子荧光探针化合物及其制备与应用，是BAPTA-CH₃-CHO与4-甲基-N-甲基吡啶碘盐在乙醇溶剂和哌啶催化剂条件下制备得到，侧重于检测动植物、人体细胞、土壤或水体中的钙含量；CN201310326493.3(专利4)涉及一种三苯胺类双光子荧光探针化合物及其制备方法和应用，由4-氯甲基吡啶-2,6-二甲酸二甲酯、三苯基膦、无水苯为原料制成，侧重于银离子检测和pH检测。

另外，硕士论文《对金属离子敏感的荧光探针的制备及其性能研究》(张静静，齐鲁工业大学，2014-06-08)公开了以三苯胺为基本原料，分别合成了探针化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。同时也进行了聚苯乙烯的改性，并在其表面接枝上了氨基。将探针化合物Ⅰ与改性的聚苯乙烯进行希夫碱反应，合成了对金属离子具有识别性能的金属离子聚合物荧光探针。通过紫外光谱以及荧光光谱，对上述产物进行性能测试的结果为：在不同的溶剂中探针Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以及PS-探针Ⅰ化合物的紫外以及荧光都呈现不同的变化。除此还进行了专一性以及灵敏性测试，结果显示探针Ⅰ对任何离子均不显示专一性识别，且对特定的离子(如钠离子)的荧光强度呈现非单一性变化(时而增强时而减弱)。因此不能用作特定离子的识别检测。

上市产品如钠离子荧光探针(Na⁺indicator)-SBFI AM，常用来预测纯化线粒体Na⁺梯度，检测胞内Na⁺水平，测定细胞Na⁺外流，以及与其他荧光指示剂联合使用以分析Na⁺与Ca²⁺和Mg²⁺浓度、胞内pH和膜电位变化的相关性，但SBFI对Na⁺的选择能力弱于Ca²⁺指示剂比如Fura-2，只能说可以检测Na⁺的生理浓度，但还没有达到理想效果，并且，这类AM酯形式的探针水溶性也比较差。