[发明专利]一种比率型一氧化碳荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种比率型一氧化碳荧光探针及其制备方法和应用，涉及生物化学材料领域。本发明提供的比率型一氧化碳荧光探针具有式I所示结构，该比率型一氧化碳荧光探针具有合成原料易得，合成简单，目标化合物荧光量子产率高，抗光漂白能力强及比率型响应等优点，避免了传统荧光探针不宜在高浓度下检测及单一发射在检测过程中易受浓度、温度、pH值及仪器等外界因素干扰的缺点，并且能够用于检测细胞内一氧化碳。

技术领域

本发明涉及生物化学材料技术领域，具体涉及一种比率型一氧化碳荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

一氧化碳(CO)是近几十年来经研究证实的重要生物信号传递分子之一，在生物体内它可以与氧气竞争性结合血红蛋白，从而阻碍氧气的正常运输。如果过量摄入外源性的一氧化碳可导致生物机体一氧化碳中毒，因此一氧化碳曾长期被认为仅仅是一种有毒有害的物质。然而，越来越多的研究证实了内源性的一氧化碳在机体内确实具有一定的生理作用，随着人们对一氧化碳在生物体内作用的研究逐渐深入，发现一氧化碳可作为重要的神经传递介质，参与生物体内心血管调节、呼吸调节和体温调节等许多重要生物过程；一氧化碳还具有抗高血压、消炎及保护细胞等作用，因此也是潜在的疾病治疗药物。因此发展用于生物样品中对一氧化碳有高灵敏、快速而又有高选择性的检测技术和方法，具有重要的生物学意义。

目前，对于环境和生物样品中一氧化碳的分析，已经有多种实验方法，如气相色谱法、电化学方法、比色法和红外光吸收光谱法等。然而，鉴于一氧化碳分子化学性质“超级”稳定性，目前基于生物活性分子一氧化碳的荧光分析方法仍然屈指可数。荧光法由于具有操作简单、灵敏度高、检测限低、可用于细胞内或活体成像等优点受到了科学家们的广泛关注。目前文献报道的检测一氧化碳的探针较少，并且，大部分的比率型一氧化碳荧光探针所采用的荧光分子在高浓度时极易发生荧光猝灭，即聚集导致荧光猝灭(aggregationcaused quenching，ACQ)现象。这种现象迫使研究人员在检测过程中只能使用稀溶液，导致检测信噪比低，限制了这些比率型一氧化碳荧光探针的实际应用。同时，基于单一发射波长荧光强度的变化来检测一氧化碳非常容易受到外界因素，如浓度、温度、pH值、仪器灵敏度等干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种比率型一氧化碳荧光探针及其制备方法和应用。本发明提供的比率型一氧化碳荧光探针具有聚集诱导发光特性，且通过两个不同发射波长的比率变化进行响应，能够有效避免传统荧光探针不宜在高浓度下检测及单一发射在检测过程中易受浓度、温度、pH值及仪器等外界因素干扰的缺点，并具有响应快、选择性强、灵敏度高、抗漂白能力强等优点，可以应用于检测一氧化碳。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种比率型一氧化碳荧光探针，具有式I所示结构：

式I中，R为

本发明提供了上述技术方案所述比率型一氧化碳荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

将化合物1、烯丙基溴、碱性化合物和第一有机溶剂混合，进行取代反应，得到化合物2；

所述化合物1为

所述化合物2为R-CHO；

R为

将所述化合物2与苯并噻唑-2-乙腈、有机碱、有机酸和第二有机溶剂混合，在保护气氛下进行Knoevenagel反应，得到具有式I所示结构的比率型一氧化碳荧光探针。

优选地，所述化合物1、烯丙基溴和碱的摩尔比为1:(1.5～2.5):(2.5～4.0)。

优选地，所述取代反应的温度为60～100℃。

优选地，，所述取代反应完成后，将所得取代产物体系进行后处理，所述后处理包括以下步骤：