[发明专利]羟基芘作为pH荧光探针的应用

说明书

本发明属于分析检测技术领域，具体涉及羟基芘作为pH荧光探针的应用，本发明经研究发现，在8.0到10.21的pH范围内，羟基芘具有比率特性荧光响应信号，可以识别弱碱环境的pH值，可作为pH荧光探针用于准确测定碱性溶液中的pH；本发明不仅提供了羟基芘的新用途，而且开发了一种对碱性具有响应作用且可以在碱性环境中进行检测的荧光探针，弥补了传统荧光探针大多只在酸性环境下具有检测作用的不足。

技术领域

本发明属于分析检测技术领域，具体涉及羟基芘作为pH荧光探针的应用。

背景技术

pH值是十分重要的化学参数之一，在化学反应、食品生产、废水处理、临床分析、生物技术过程、环境保护和生命科学等领域都发挥着关键的作用。pH值的异常会导致化学反应的失败、食品和环境污染等一系列问题。此外，细胞内和细胞外的pH也是至关重要的生理参数。细胞内的pH在细胞生长、代谢、离子运输，信号传导、酶活性、肌肉收缩等生理过程中起着关键的作用，大量的生化活动均需要精准调控细胞的pH值，pH的任何异常变化都会影响到细胞的功能，并可以反映一些病理生理学问题。例如，在癌症、囊性纤维化、中风、阿尔茨海默病、帕金森病和其他疾病的发病过程中，都会出现pH值的变化。因此，准确测量生理pH值对于更好地了解生物系统的生理和病理过程是非常必要和重要的。

对于神经系统，pH值通过间隙连接和信号通路的变化影响突触传递、细胞间耦合以及神经元兴奋性等神经系统的活动。一旦pH值变化不在正常范围内则会出现细胞功能、生长和分裂的不正常，还会引发组织损伤和器官病变，甚至会进一步引发如阿尔茨海默综合症和癌症等疾病。

在正常的生理条件下，细胞中的pH可划分为两个范围，即酸性细胞器(内涵体、溶酶体)的pH范围为4.5-6.0，细胞质为6.8-7.4。而在细胞外液中pH＝7.4的区域，通常会有0.1～0.2个pH单位的变化幅度。在人体中，若要使细胞活性达到最强，并使器官的运行达到最佳的状态，最适合的pH值通常在7.35-7.45之间，呈弱碱性。若人体内的pH值超出上述正常范围，则会引发心、肺病变或神经病变等，甚至还会威胁到生命安全。可见，在化学、医学以及生物学研究中，对pH的精确测量具有非常重要的意义。

然而，传统的荧光探针大多只在酸性环境下具有检测作用，因此，研发出对碱性具有响应作用且可以在碱性环境中进行检测的荧光探针是尤为重要的。

1-羟基芘(本发明简称羟基芘)是一种重要的化工中间体，具化学结构式如(Ⅰ)所示：

当前，羟基芘在新材料领域如COPNA树脂材料，新型OLED发光材料，有机太阳能电池等方面有着重要的应用。同时，羟基芘也是一种普遍存在的多环芳烃代谢产物，大量实验表明：羟基芘的浓度与人体接触多环芳烃剂量之间有着明显的剂量-效应关系，因此，羟基芘也可作为多环芳烃暴露的生物标志物来综合评价人体对多环芳烃的内暴露情况和风险程度。但羟基芘作为pH荧光探针的用途目前尚未有报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了羟基芘作为pH荧光探针的应用，本发明经研究发现，羟基芘对氢氧根离子表现出荧光响应信号，可用于测量碱性溶液的pH。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明的首要目的是提供羟基芘作为pH荧光探针的应用。

本发明的第二个目的是提供羟基芘作为pH荧光探针在检测碱性溶液pH值中的应用。

优选地，所述碱性溶液pH值范围为8.0-10.21。

本发明经研究发现，羟基芘对氢氧根离子表现出荧光响应信号：在pH值从8.0到10.21的范围内，当激发波长为350nm时，随着pH值的增大，羟基芘的荧光光谱表现出强烈的比率特性(即羟基芘具有比率型荧光特性)，可作为pH荧光探针用于准确测定碱性溶液中的pH值。