[发明专利]一种荧光染料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及光功能材料领域，具体涉及一种荧光染料，具有如式(Ⅰ)所示的结构。该结构的荧光染料与生物大分子为共价键结合，结构稳定，灵敏性高，可用于细胞成像、荧光探针、激光染料、荧光传感器等不同应用领域，表现出良好的实用性。本发明提供的制备方法原料成本低、无污染，工艺简单、产率高，制备的荧光染料结构新颖、性能优良，适于在生物、环境等领域的广泛应用。

技术领域

本发明涉及光功能材料领域，具体涉及一种荧光染料及其制备方法与应用。

背景技术

液相生物芯片技术是集流式技术、荧光微球化学合成技术、生物分子杂交技术、高效数字信号处理技术为一体的尖端生物分子检测技术。液相生物芯片技术的核心是荧光编码标记的功能性高分子微球(荧光编码微球)，目前，荧光编码微球的编码和解码思想是：以Luminex100为例，系统采用红色和橙色两种荧光染料对直径为5.5～5.6μm大小的聚苯乙烯微球进行编码，将每种染料以荧光强度分成10等分，形成10×10的100种不同荧光编码，分别偶联上100种不同的探针分子用于生物检测。检测时用激光逐个激发荧光编码微球，使激发出的荧光信号通过一系列二向色镜和滤光片，再用光电倍增管(PMT)进行收集，最终将信号送入处理器进行处理。

与传统固基芯片相比，液相生物芯片技术具有如下优点：(1)通量高：可同时对100或500种目的分子进行定性、定量分析，实现多成分检测的目的；(2)样本用量少：实现单样本的多成分检测，大量节省了样本用量，能够实现对稀有样品的检测分析，弥补了传统生物芯片技术的不足；(3)灵敏度高：杂交反应在接近生物体系统内部环境的液相环境下进行，能够保持蛋白质和DNA的天然构象和活性，而具有较大表面积的微球上可偶联成千上万的探针分子，如此高密度的探针分子能够最大程度的捕获被检测分子，保证杂交反应的充分进行，从而提高了检测的灵敏度；(4)速度快：基于液相反应动力学使杂交反应快速高效，大大缩短了孵育时间，而且流式细胞术使检测分析时间大大缩短。另外，还具有成本低、检测范围广、准确性高、操作简单灵活、可重复性强等优点。

目前已经商业化的荧光染料有很多，光谱范围分布很广，从蓝色到红色均有覆盖，且能从市场上直接获得。但是，现有的荧光染料也存在很多问题，如易漂白、稳定性差、水溶性差、斯托克位移小、吸收光谱和发射光谱较宽以及严重的“拖尾现象”等，限制了荧光染料在制备荧光编码微球的应用。因而，开发一种稳定性好、水溶性好且具有大斯托克位移的荧光染料具有十分重要的意义。

发明内容

因此，本发明的要解决的技术问题在于克服现有技术中的荧光染料光稳定性差、水溶性差、斯托克位移小且合成步骤复杂的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的一种荧光染料，具有如式(Ⅰ)结构：

其中，

所述X为卤素；

所述R选自由亲水基取代的烷基、环烷基、芳基、杂环基的一种。

所述亲水基选自羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、羟基、羧酸酯中的一种。

所述X为Br。

所述荧光染料选自如下式(A)-(L)所示的结构：

本发明还公开了一种制备所述荧光染料的中间体，所述中间体具有如下式(Ⅰ’)所述的结构：

本发明还公开了一种制备所述的中间体的方法，包括如下步骤：

(1)化合物Ⅰ-1制备