[发明专利]一种用于钙离子特异性检测的磷光分子探针的合成方法及应用

说明书

本发明公开一种用于钙离子特异性检测的磷光分子探针的合成方法，包括以下步骤：步骤一、将四氯对苯二甲腈、4‑巯基苯甲酸和碳酸钾在氮气保护下加入圆底烧瓶中；步骤二、向圆底烧瓶中加入干燥DMF获得混合液；步骤三、将步骤三获得的溶液在加热条件下搅拌；步骤四、将盐酸加入步骤三获得的混合液终止反应，获得橙色沉淀为目标产物；也公开了磷光分子探针检测钙离子的方法和应用；该发明制备工艺简单，对钙离子的检测灵敏度高，选择性好，定量检测准确。

技术领域

本发明涉及钙离子荧光探针技术领域，特别是涉及一种用于钙离子特异性 检测的磷光分子探针的合成方法及该探针在检测钙离子浓度和生物成像方面的 应用。

背景技术

钙离子作为植物体内多方第二信使参与多种调控过程，其在植物信号传导、 生长发育等多种生物学过程中起着至关重要的作用。目前，钙离子在植物中定 量和空间信息的获取主要依赖于荧光分子探针。除了少量基于基因编码的荧光 蛋白探针外，大多数用于钙离子检测的荧光探针由发光有机小分子组成。这是 由于它们易于合成，且与目标结合时可以发出明亮的荧光。然而，大多数钙离 子探针的光稳定性较差，不适合活细胞内的长期成像跟踪。尤其在精确地报告 钙离子的空间分布并利用这些具有聚集诱导猝灭特征的探针进行长时间成像方 面仍然面临巨大的挑战。

聚集诱导发光(AIE)化合物与聚集诱导猝灭(ACQ)荧光染料相比具有相反的 光物理行为，它们在溶液状态发光很弱几乎没有发光，但在聚集状态或固态时 可以展现出明亮的发光性能。聚集诱导发光为发展新的传感策略提供了一个崭 新的平台。目前，聚集诱导发光分子探针已成功用于Zn²⁺，Ag⁺，Hg²⁺和Pb²⁺等重 金属离子的检测，这些聚集诱导发光分子探针由聚集诱导发光信号单元和多个 识别基团组成，依靠金属离子引发的探针聚集引起的荧光增强来定量金属离子。 为了保证所建立的方法的特异性和灵敏度，需要选择性地识别指示剂并对特定 金属离子具有高亲和力。与重金属离子相比，由于缺乏高度特异的钙离子螯合 配体，通过聚集诱导发射来合理设计钙指示剂相对困难。目前对钙离子的检测灵敏度还较低，且探针的蓝色发射和短发光寿命使得在复杂的生物系统中钙离 子的检测和成像容易受到自体荧光的干扰，从而使得这些探针不适合于钙离子 的体内成像。

申请号为2017110373365的发明专利申请中公开了一种聚集诱导效应的钙 离子荧光探针及制备方法和用途，该专利的荧光探针的检测原理是在 DMSO/HEPES buffer(10mM，1：99V/V)溶液中，探针表现弱荧光，但向其中 加入钙离子后，钙离子被吡啶-二羧酸特异性识别形成聚合物在505nm处产生强 烈的荧光发射，通过测定荧光强度的变化，达到检测钙离子存在和测定钙离子 浓度的目的。该发明申请探针的发光强度不够高，在实际的使用中，钙离子的 检测效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于钙离子特异性检测的磷光分子探针的合成 方法，该发明制得了一种用于钙离子检测的聚集诱导磷光特性的分子探针，制 备工艺简单。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种用于钙离子特异性检测的 磷光分子探针的合成方法，包括以下步骤：

步骤一、将四氯对苯二甲腈、4-巯基苯甲酸和碳酸钾在氮气保护下加入圆 底烧瓶中；

步骤二、向圆底烧瓶中加入干燥DMF获得混合液；

步骤三、将步骤三获得的溶液在加热条件下搅拌；

步骤四、将盐酸加入步骤三获得的混合液终止反应，获得橙色沉淀为目标 产物。

优选步骤四获得的目标产物通过过滤分离并用蒸馏水洗涤后在乙醇中重结 晶，真空干燥。本发明中将制得的目标产物通过过滤、洗涤和重结晶提高目标 产物的纯度，利于目标产物在应用中具有良好的灵敏度、选择性和稳定性。