[发明专利]环糊精型荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明环糊精型荧光探针及其制备方法和应用，运用两种化学合成方法，在β‑CD的6位引入醛基，得到活性高的β‑CD衍生物，再与发色基团氨基硫脲缩合，获得在水溶液中识别Cu^2＋荧光猝灭型探针。所述探针用于荧光检测铜离子的含量，克服了现有方法灵敏度不高的缺点，对铜离子有较好的识别能力，其他离子对其几乎不会产生干扰，具有较高的灵敏度和专一性。

技术领域

本发明涉及荧光探针的合成，特别是一种可用于检测铜离子的环糊精型荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

Cu²⁺离子是人体必需的微量元素，参与很多生物化学反应过程，机体内的生化功能主要是催化作用。Cu²⁺离子对人体内的作用有以下几点：构成含铜酶与铜结合蛋白的成份；维持正常造血功能，参与铁的代谢和红细胞生成；促进结缔组织形成；保护中枢神经系统；促进正常黑色素形成及维护毛发正常结构；保护机体细胞免受超氧阴离子的损伤；影响激素分泌；影响糖和脂质代谢，体现在对血糖的调节作用，缺铜后葡萄糖耐量降低，对某些用常规疗法无效的糖尿病患者，给以小剂量铜离子治疗，常可使病情明显改善，血糖降低缺铜可使血中胆固醇水平升高。但若过量则会驻留体内而蓄积在各个组织导致病变引起中毒。当人体铜代谢异常时，会引发Menkes病、阿尔茨海默病，还会引发肝脏肾损伤等疾病。同时Cu²⁺也是过渡金属污染物质之一，所以研究检测Cu^2＋的荧光传感器对生命科学以及环境污染具有重大意义。

目前，Cu²⁺的检测方法主要有分光光度法、原子吸收光谱法、共振散射光谱法、电化学法等，但它们存在干扰大、灵敏度差和仪器昂贵等缺点，而且这些方法需专业人员操作，成本高。因此，开发操作简单、成本低廉的Cu²⁺检测方法具有重要的应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种环糊精型荧光探针，及其制备方法和应用，从而达到提高荧光检测铜离子的灵敏度和专一性的目的。

为解决以上技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种环糊精型荧光探针，是在β-环糊精6位引入氨基硫脲基团，其结构式为：

，其中，R选自H、CH₃、C₂H₅、Ph、Bn或杂环。

根据本发明的另一方面，提供了一种以上所述的环糊精型荧光探针的制备方法，包括：

步骤一，在β-环糊精的6位引入醛基，获得环糊精醛；

步骤二，取步骤一获得的环糊精醛和氨基硫脲溶于无水甲醇中，70-80℃温度下搅拌反应；反应结束后，待反应液温度下降到20-30℃，有固体析出，减压抽滤获得滤饼，滤饼用无水乙醇洗涤，洗涤后的产物进行干燥，即得所述的环糊精型荧光探针。

优选地，步骤二中，环糊精醛和氨基硫脲溶于无水甲醇后，在75℃温度下搅拌反应；反应结束后，待反应液温度下降到25℃，有固体析出。

进一步地，步骤一中，获得环糊精醛的第一方法，包括步骤：

β-环糊精溶解于NaOH溶液中，向上述溶液中加入对甲苯磺酰氯，搅拌反应；反应完全后抽滤，滤液用盐酸调节pH至7，搅拌、抽滤得白色沉淀；将上述白色沉淀溶于去离子水中，搅拌加热至80-90℃，过滤去除少量白色不溶固体；滤液冷却重结晶析出大量白色沉淀，抽滤得粗产物，即单-6-苯磺酰基-β-环糊精；

称取获得的单-6-苯磺酰基-β-环糊精溶于二甲基亚砜中，在N₂保护下，将温度升至130-140℃搅拌反应；将获得的红棕色反应液滴加到乙酸乙酯中后，析出棕色沉淀，抽滤去滤液；随后真空干燥，所得产物即为环糊精醛。

优选地，白色沉淀溶于去离子水中，搅拌加热至85℃。