[发明专利]一种近红外双光子转换型SO2荧光探针的合成及其应用

说明书

本发明提供了一种近红外双光子转换型SO₂荧光探针：。所述荧光探针的阴离子基团优选为高氯酸根离子。本发明的检测二氧化硫的比率型荧光探针识别速度极快，同时，消除了背景、环境的干扰，抗多种离子、氨基酸、活性氧的干扰，特异性好。对检测环境及生物体系中的二氧化硫具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种检测二氧化硫的荧光探针，属于有机小分子荧光探针领域。

背景技术

二氧化硫是大气中主要污染物之一，是衡量大气是否遭到污染的重要标志。二氧化硫一般通过呼吸道进入人体，由于其易溶于水，很多被阻塞在上呼吸道，进而形成其衍生物如亚硫酸、硫酸盐等，更加刺激了呼吸道，从而引发一系列的呼吸道疾病，但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。进入血液的二氧化硫能破坏酶的活力，从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢，而且对肝脏有一定的损害。动物试验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。研究发现，暴露于高剂量的硫酸氢盐中，不仅是导致呼吸疾病，也与肺癌，心血管疾病的原凶，同时与许多神经系统疾病，如中风、偏头痛、阿尔兹海默症也有密不可分的关系。亚硫酸氢盐和亚硫酸盐可作为食品添加剂，但是过量摄入将导致不良反应如低血压、腹泻、荨麻疹等。再者，SO₂被认为是“第四种气体信号分子”，其在生物体的浓度与其功能密切相关。综上所述，实现二氧化硫及其衍生物的检测对环境保护、食品安全和SO₂在生物体内的功能具有重要的意义。

近些年来，荧光传感技术已经越来越广泛地应用于阴离子、重金属、生物小分子以及一些有害气体的检测。与传统的分析检测方法相比，如分光光度法、色谱分析法和电化学分析法等，荧光光谱技术具有其独特的优点，如灵敏度高，选择性好，响应速度快，操作简便，最重要的一点是，荧光光谱技术可用于生物体内细胞成像及目标物的实时检测。目前，针对检测二氧化硫的分子荧光探针已有文献报道，但这些常见的荧光探针多有背景干扰、响应时间较长、散射干扰等缺陷，这样很容易受环境及浓度的影响，导致测量数据误差大，有可能影响在复杂环境中对二氧化硫检测的应用。

发明内容

针对现有检测二氧化硫的分子荧光探针易受环境及浓度的影响等问题，本发明提供一种近红外检测二氧化硫的双光子转换型荧光探针；本发明还提供了上述荧光探针的制备方法和在检测溶液、细胞和生物体中二氧化硫/亚硫酸（氢）盐中的用途。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种近红外双光子转换型检测SO₂的荧光探针，简称为NIR-SO₂-TP，其结构式为如式（I）所示：

式(I)。

所述荧光探针的阴离子基团优选为高氯酸根离子。

一种上述荧光探针的合成方法，包括以下步骤：

（1）4-二乙胺基水杨醛与环己酮在浓硫酸中加热反应，分离、纯化得化合物1：

；

（2）4-二乙胺基水杨醛与乙酰乙酸乙酯以吡啶为催化剂在乙醇中加热回流反应，分离、纯化得化合物2：

；

（3）化合物2和维尔斯迈尔试剂（三氯氧磷，N,N-二甲基甲酰胺）在N,N-二甲基甲酰胺中加热反应，分离、干燥得化合物3：

；

（4）在三氟乙酸催化下化合物1和化合物3在乙醇中加热反应，分离、干燥得荧光探针NIR-SO₂-TP：

。

步骤（1）中4-二乙胺基水杨醛与环己酮的摩尔比为1:1.2。