[发明专利]一种氧醚链连接的近红外双方酸染料及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种氧醚链连接的近红外双方酸染料及其制备与应用，其是以氧醚链连接的2‑甲基苯并噻唑衍生物以及二氰乙烯基修饰的半方酸衍生物为原料制得。该近红外双方酸染料具有较好的稳定性及优异的光学性能，尤其是磺酸基团和氧醚链的引入可增强染料的水溶性。将该近红外双方酸染料用于G‑四联体的检测时，G‑四联体可与该染料分子相互作用，在不引起G‑四联体拓扑结构改变的同时引发染料吸收光谱和荧光光谱的改变，从而使其可作为G‑四联体检测的荧光探针。

技术领域

本发明属于分析化学领域，具体涉及一种氧醚链连接的近红外双方酸染料及其制备方法与其在G-四联体荧光检测中的应用。

背景技术

G-四联体DNA（以下简称为G-四联体）的研究起源于1958年，研究人员从poly(rI)的X射线衍射结果推测：碱基通过氢键形成了一个环状结构，由此推断可能是产生了三螺旋或四螺旋结构，随后证实为四螺旋结构。进一步的研究发现poly(rG)也能形成类似的四螺旋结构（方晔. 四螺旋DNA[J]. 生命的化学, 1994, 014(002): 18–19.）。在真核生物染色体末端，含有较为简单的、串联的DNA重复序列，即所谓的调聚序列，在调聚序列的真正末端，含有一个富含鸟嘌呤的单链DNA尾巴，它在体内的超螺旋应力作用下，可自身回折形成Hoogsteen G-G碱基配对，两个DNA分子或者染色体分子可以彼此连接起来形成一个局部的四联体结构。四个碱基在一个正方形平面内通过氢键彼此配对形成一个四碱基体，由于这四个碱基皆为鸟嘌呤，故将其称为G-四分体，在G-四分体中，其中心有四个带负电的羟基氧原子围成的“口袋”，被认为是与阳离子相互作用的位点（刘定燮, 王昌才. DNA的G-四联体螺旋结构[J]. 生命的化学, 1997, 017(002): 2–4.）。一般来说，G-四联体是由两个或两个以上的G-四分体组成的。

方酸染料是一种具有缺电子中心四元环母核的共振稳定的两性离子结构的有机染料。该类型染料于1965年被Triebs和Jacob首次合成。方酸染料是由高度缺乏电子的方酸核衍生出来的，在四元环的完全相反的两侧有供电子的芳香族或杂环化合物，在近红外波段具有很强的吸收和发射能力。现如今，中心四元环两侧芳香族或杂环化合物的种类越来越丰富，致使方酸染料的用途也越来越广泛。人们不仅仅局限于改变中心四元环两侧连接的供电子基团去调整方酸染料的性质，还会利用亲核基团修饰中心四元环，以改善方酸染料的光化学性质。本发明即是利用二氰乙烯基修饰中心四元环，以改善染料的光化学性质，使方酸染料具有极强的吸收带，高的摩尔吸收系数，在近红外波段吸收窄，光稳定性优异。同时，通过对方酸染料的结构进行优化，合成了氧醚链连接的双方酸染料，增强了其水溶性，将其应用在G-四联体荧光检测中，具有良好的发展前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧醚链连接的近红外双方酸染料及其制备方法与其在G-四联体荧光检测中的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种氧醚链连接的的近红外双方酸染料，其结构式如下：

。

近红外双方酸染料的制备方法包括以下步骤：

（1）将氧醚链连接的2-甲基苯并噻唑衍生物和二氰乙烯基修饰的半方酸衍生物混合溶于溶剂中，并在氮气保护下进行回流反应；

（2）反应结束后冷却至室温，减压除去溶剂，得粗产品；

（3）将所得粗产品经硅胶柱层析纯化，得到所述的近红外方酸染料；

其中，步骤（1）中所用氧醚链连接的2-甲基苯并噻唑衍生物和二氰乙烯基修饰的半方酸衍生物的摩尔比为1:2；所述溶剂为正丁醇、甲苯、吡啶按体积比10:10:1组成的混合溶液，所述回流反应的温度为145℃，时间为36小时；

步骤（3）所述硅胶柱层析采用体积比为5:1的二氯甲烷-甲醇混合溶液作为洗脱剂。