[发明专利]一种以CS为荧光团的小分子荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种以CS为荧光团的小分子荧光探针及其制备方法与应用，香豆素为荧光团和水杨酰肼为基础，具有很强共轭π电子，其中水杨酰肼和醛基缩合作为金属离子的螯合位点，小分子荧光探针结合铜离子后能荧光发生淬灭，小分子荧光探针在铜离子的存在下阻碍了探针分子内的电子转移，使得其荧光从有到无，紫外吸收峰红移移，在波长为470nm出现新的吸收，且随着铜离子浓度增加，吸收峰也逐渐增加并转移，说明金属离子与探针发生了很强的结合，实现荧光技术精确检测铜离子，并且可以检测活细胞内外源性的铜离子。因此在铜离子检测方面具有良好的应用前景，同时，本发明的合成方法简单、操作方便，不需要苛刻的条件。

技术领域

本发明涉及荧光成像分子探针领域，尤其是涉及一种利用荧光成像技术检测铜离子的探针，具体涉及一种分子探针、其制备方法及应用。

背景技术

在生命体中，铜离子是仅次于铁离子和锌离子之后的第三大必须微量元素，一定含量的铜离子在植物和动物的基本生理活动过程中起着至关重要的作用。然而，过量的铜离子能产生活性氧类，打乱细胞新陈代谢的平衡，成为生物体系中的有毒物质。例如，摄取过量的铜离子可能导致肠胃、肾脏和肝脏的严重损害；一些难以治疗的疾病，包括阿尔茨海默病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、门克斯综合征、威尔逊疾病也和过量的铜离子存在着某些关联。更多的是，在当今社会，随着矿物的开采和工业污染的日渐严重，铜离子成为一种污染环境的主要的重金属离子，由其在饮用水方面，其毒性仅次于汞离子。因此，为了保护环境和人类健康，精确有效的检测环境中的微量铜离子是相当有意义的。

检测铜离子的分析方法有很多，包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法和荧光光谱法等。在这些方法中，荧光光谱法具有高的灵敏度高选择性，响应迅速，比其他分析方法更经济简便的特点，因此，用于检测铜离子的荧光探针得到广泛的研究。然而，大多数早期报道的经典的铜离子荧光探针存在一些缺陷。例如，只能在纯的或含少量水的有机溶剂中进行检测，需要特别的反应条件，对铜离子的响应灵敏度不高。更多的是，相对其他的金属离子，一些探针对铜离子的选择性不理想。因此，发展新的高灵敏度高选择性的铜离子荧光探针仍然具有重要的研究意义。

近年来，报道了许多具有良好性能的基于不同检测机理的铜离子荧光探针。主要包括以下几种：基于分子内电荷转移(ICT)过程的铜离子荧光探针；基于光诱导的电子转移(PET)过程的铜离子荧光探针；基于荧光共振能量转移(FRET)过程的铜离子荧光探针以及基于激发态分子内质子转移(ESIPT)过程的铜离子荧光探针等。基于ICT过程的荧光探针,其结构特点是荧光基团与识别基团共轭连接。这种类型的荧光探针是一种在荧光基团上连着强拉电子基和供电子基的电子推-拉体系。当探针分子被光激发后，分子内电荷从电子供体转移到电子受体的过程会增加。但是当与客体发生识别过程后，探针分子内的电荷转移会受到影响，从而其紫外和荧光光谱发生变化。基于这种机理的荧光分子探针可以实现对检测物的比率检测，避免检测误差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高选择性和高灵敏度的铜离子识别荧光探针。

为实现上述目的，本发明提供一种以CS为荧光团的小分子荧光探针，所述分子探针分子式为C₂₁H₂₁N₃O₄，其结构式为：

本发明还提供上述以CS为荧光团的小分子荧光探针的制备方法，具体包括如下步骤：

将7-(二乙氨基基)香豆素-3-甲醛溶解在乙醇溶液中，并在室温下加入水杨酸酰肼搅拌，室温搅拌反应4-24h，反应得到黄色固体并用乙醇洗涤干燥得到目标产物。

作为本发明的进一步改进，原料的摩尔比为：

1～3份7-(二乙氨基基)香豆素-3-甲醛；

1～3份水杨酸酰肼。