[发明专利]一种水溶性罗丹明基Cu2+荧光探针及其合成方法

说明书

本发明属于诊断生物细胞领域，具体涉及一种水溶性罗丹明基Cu²⁺荧光探针及其合成方法，其结构式如图所示，包括灵敏度高、光稳定性好、荧光量子产率高、波长长的罗丹明荧光团，水溶性好的葡萄糖，在一定条件下一定量的罗丹明内酰胺与葡萄糖发生缩合反应得到水溶性罗丹明基荧光探针，此合成过程原料简单易得、反应条件温和、操作简单，同时所得水溶性罗丹明基Cu²⁺荧光探针能够在水环境下快速检测生物细胞内物质。

技术领域

本发明属于诊断生物细胞领域，具体涉及一种水溶性罗丹明基Cu²⁺荧光探针及其合成方法。

背景技术

对大多数生物体而言，铜是一种微量的有营养的物质，其在人体过渡金属的含量中位居第三位。铜离子作为一种催化辅助因子对各种金属酶具有重要的作用，如超氧化物歧化酶，细胞色素c氧化酶和络氨酸酶。然而当铜离子的含量超过一定的量，将会表现出铜中毒，导致神经退行性疾病(如老年痴呆症和威尔逊疾病)，产生此病症可能是由于铜离子参与到了活性氧的生产。因此开发新的具有高选择性、高灵敏度、水溶性好的铜离子荧光探针具有重要意义。

目前检测铜元素的主要方法有：高效液相色谱法、质谱法、原子吸收光谱法、等离子体感应光谱法、原子发射光谱法、电化学传感、比色法等，但是这些方法比较昂贵，专业性强，耗时而且操作复杂。

近年来随着生命科学的不断的发展，以荧光探针为代表的新型分析技术在生命，环境，医药等方面得到了广泛的应用，尤其是检测生物活体的特定物质。虽然分析检测生物体物质的其他方法也不断发展，例如高效液相色谱法，质谱法，原子吸收光谱法，等离子体原子发射光谱法，电化学传感等，但是这些方法比较昂贵，耗时而且操作复杂。荧光法应用合适的探针可以对目标物实现高效检测，无损耗，同时对目标物进行定性和定量分析。目前具有不同激发和发射波长的荧光团被用作化学检测器的信号接受者，例如香豆素、芘、1,8-萘二甲酰胺、罗丹明、花菁类、BODIPY类等。其中以罗丹明为荧光基团构建的荧光探针，由于其优异的荧光性能和良好的可修饰性，目前已成为最受关注的荧光探针之一。

罗丹明是一类属于呫吨类的荧光染料，其结构如图A为氧蒽杂环结构，B为罗丹明染料。由于其具有优越的光物理性能，如高摩尔消光系数，光稳定性好，荧光量子产率高，发射波长长等优点，使得其得到了广泛的应用。自1905年Noelting和Dziewonsky首次报道合成了罗丹明类化合物(Noelting,E.；Dziewonski,K.TotheknowledgeoftheRhodamine[J].Ber.DtschChem.Ges.,1905,38,3516-3527.)，此后罗丹明类化合物便广泛应用于各领域。

1997年Czarnik等报道了首个基于罗丹明内酰胺螺环off-on机理的Cu²⁺探针(DujolsVirginieFord,FrancisCzarnik,AnthonyW.ALong-WavelengthFluorescentChemodosimeterSelectiveforCu(II)IoninWater[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,1997,119(31):7386-7387.)后，罗丹明荧光探针的设计与合成便引起了广大化学家的注意。罗丹明内酰胺或內酰酯衍生物是无荧光和无色的，而当螺环打开时便会产生强烈的荧光和红色。从此罗丹明类荧光探针根据off-on原理在细胞生物学，环境化学，药理学，分析化学等领域得到了广泛的应用，但目前的罗丹明铜离子荧光存在水溶性较差，灵敏度度低，专一性差，抗干扰能力差等问题。