[发明专利]Zn2+

说明书

本发明提供了一种Zn²⁺比率荧光探针、制备及应用，结构式如下：。Zn²⁺比率荧光探针的制备方法，步骤如下：在0℃、氮气环境中，将硅吡啰红酮溶于CH₃CN中，搅拌10min后滴加三氟甲烷磺酸酐，搅拌反应10min加入N,N,‑二（2‑吡啶甲基）乙二胺，混合物室温搅拌过夜，减压去除溶剂、柱色谱分离得荧光探针。本发明利用水解原理实现比率检测，且属于非可逆的反应，可以定量检测锌离子。

技术领域

本发明涉及荧光探针领域，具体涉及一种Zn²⁺比率荧光探针、制备及应用。

背景技术

在人体中，锌是继铁之后的第二富集的过渡金属，总含量大约为2 g，90%的锌离子与金属蛋白紧密结合在一起，具不完全统计锌离子存在于3000多种蛋白中，具有催化、结构、调节功能，参与诸如基因转录、金属酶调控、神经信号传输等许多生命过程；而松散结合或者游离的锌离子存在各种生物组织中，比如大脑、视网膜、胰腺和肠等。锌是生物体内重要的微量元素，具有重要的生理功能，锌离子新陈代谢的紊乱会造成很多疾病，例如胚胎发育不良、Alzheimer氏病、前列腺癌、糖尿病、肌萎缩性（脊髓）侧索硬化、癫痛症和帕金森氏病等。

鉴于高敏感性、可视化、生物兼容性、无辐射、实时检测等特点，荧光技术已经是生物学、医学领域不可或缺的研究手段。迄今，已有许多锌离子荧光探针被报道，并成功用于活体细胞中锌离子的影像，如日本东京大学的Nagano教授课题组、美国麻省理工学院的Lippard教授课题组以及我国华东理工大学的钱旭红教授课题组所报道的系列锌离子荧光探针。到目前为止，最常见的锌离子荧光探针属于识别型（recognition-based）探针，这类探针通常由荧光团（信号单元）、连接臂和锌离子螯合基团（识别位点）三部分组成，探针由于光诱导的电荷转移（PeT）效应没有荧光，与锌离子作用后引起荧光信号增强。然而，最常使用的锌离子配体，即双（2-吡啶甲基）胺（DPA）、N,N,N',-三（2-吡啶甲基）乙二胺（TPEN）、N,N-二（2-吡啶甲基）乙二胺（DPEN），尽管与Zn²⁺有强的配位作用，但也容易受到其他离子（如，Cd²⁺）的干扰，从而造成假信号；此外，基于荧光关-开型探针在定量检测细胞内Zn²⁺浓度方面易受仪器效率、探针浓度、细胞微环境的影响；另外，在影像细胞内的Zn²⁺时，一分子探针会螯合一分子Zn²⁺，有可能会引起细胞功能的紊乱。

本发明开发了一种反应型（reaction-based）Zn²⁺比率荧光探针，Zn²⁺与探针作用后可催化探针发生水解反应生成新的荧光团，该探针能通过两个发射峰的自校正而避免这些干扰因素，因此在定量检测方面更具优势。

发明内容

本发明提出了一种Zn²⁺比率荧光探针、制备及应用，该探针是由硅吡啰红酮染料与N,N,-二（2-吡啶甲基）乙二胺（DPEN，一种Zn²⁺配体）经化学偶联制得，探针本身的最大发射峰在611 nm处，向探针中加入Zn²⁺后，Zn²⁺会与探针的DPEN部分络合，导致硅吡咯红染料9号碳的碳正性增强，络合物会进一步发生水解，最终生成硅吡啰红酮染料，最大发射峰蓝移至511 nm处，从而实现了对Zn²⁺的比率检测。

实现本发明的技术方案是：

Zn²⁺比率荧光探针，结构式如下：

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所述的Zn²⁺比率荧光探针的制备方法，步骤如下：在0 ℃、氮气环境中，将硅吡啰红酮溶于CH₃CN中，搅拌10 min后逐滴加入三氟甲烷磺酸酐，反应液继续搅拌反应10 min，随后加入N,N-二（2-吡啶甲基）乙二胺，反应混合物室温搅拌过夜；薄层色谱检测反应结束后，减压去除溶剂、柱色谱分离得荧光探针。