[发明专利]一种基于分子异构化机理的可用于铁离子特异性检测的荧光探针的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种可用于铁离子高选择性检测的新型荧光探针制备和应用，属于分析化学技术领域，其化学结构如式（I）所示。本发明荧光分子探针含有C=N双键，在受光激发的情况下会导致双键顺反异构化，导致荧光量子产率降低，探针在483 nm处无荧光发射。而当Fe³⁺与探针反应后，阻止了C=N双键的翻转，整个分子的刚性增加，483 nm处荧光显著增强，从而实现了探针对Fe³⁺的高选择性识别检测。此外，本发明的荧光探针还可用于环境和活细胞等不同体系中的铁离子的检测，具有很好的应用前景。式（I）。

技术领域

本发明涉及荧光探针，基于分子异构化机理的可用于铁离子特异性检测的新型荧光探针的制备方法，特别还涉及该荧光分子探针在环境和生物体内的铁离子检测方面的应用，属于化学分析、生物分析检测技术领域。

背景技术

铁是人体必要的微量元素之一，在氧气吸收代谢、电子转移、酶催化、神经传导等生物体内的生理过程中均有着至关重要的作用。人体内铁元素的含量过高，可能会引起一系列严重疾病，如肝脏，心脏和胰腺等器官功能障碍、肝炎、甚至癌症。而体内如果铁含量过低，则有可能出现免疫力下降、抗感染力降低、体温调节能力减弱，神经紊乱等疾病。最近有研究表明，Fe³⁺离子与阿兹海默、帕金森等神经退行性疾病也息息相关。因此，开发高灵敏的的Fe³⁺离子检测技术是非常有意义的。

目前，已有原子吸收法、电感耦合等离子发射光谱法、分光光度法、电化学法等传统方法可用于Fe³⁺的检测，但这些方法均存在选择性差、操作复杂、成本高昂等问题，限制了其进一步使用。与之相比，荧光检测法具有许多优势，如灵敏度高、选择性好、成本低廉、无创性和易于实现实时监测。因此，已经有许多可用于Fe³⁺离子检测的荧光分子探针被开发报道出来。然而，这些荧光分子探针大多数基于荧光猝灭机制，这限制了它们在生物系统中的应用。近年来，也有用于检测Fe³⁺离子“Turn-on”型荧光探针被报道，这些探针大多是基于罗丹明荧光母核，通过Fe^{3 +}诱导的从螺环形式（无荧光）向开环形式(有荧光）的转变而产生荧光变化。然而罗丹明母核结构的变化易受到多种因素的影响，如pH等，导致探针的稳定性差、特异性较差。因此，开发一种稳定性好、特异性强，灵敏度高的新型Fe³⁺荧光分子探针具有较强的实际应用价值。

发明内容

针对现有Fe³⁺荧光分子探针存在的不足，本发明的目的在于提供一种稳定性好、特异性强、灵敏度高的Fe³⁺荧光分子探针。

本发明的第二个目的在于提供上述荧光分子探针的高效制备方法。

本发明的第三个目的在于提供上述荧光分子探针在检测溶液和生物体内Fe³⁺的检测应用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种荧光分子探针，具有式I结构：

式（I）

所述荧光探针的制备方法优选为：

以4-溴-1,8-萘二甲酸酐、6-氨基己酸为原料，溶于无水乙醇，120℃下加热回流至反应完成，倒入冰水中，抽滤洗涤滤饼，柱层析干燥后可得淡黄色粉末。将其溶解于DMSO中，加入N-羟基琥珀酰亚胺和无水碳酸钾，90 ^oC下加热回流至反应完全，倒入冰水中并调节pH至近中性，用乙酸乙酯萃取、合并、干燥后硅胶柱层析纯化。将纯化后的产物溶解于三氟乙酸中，加入六次甲基四胺，90 ^oC下加热回流至反应完全，冷却至室温，逐滴滴入冰水中并用调节pH至近中性，抽滤干燥后硅胶柱层析纯化。将纯化后的产物加入DMF溶液中，加入4-苯基-3-氨基硫脲，室温下反应完全，经硅胶柱层析纯化后可得目标分子探针。