[发明专利]基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针该荧光探针其结构式如下式Ⅰ所示。本发明还公开了基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针的制备方法：以嘌呤衍生物和色酮‑3‑甲醛为荧光基团，水合肼为连接基团。本发明还公开了基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针在检测溶液中锌离子的应用。所制备的荧光探针对溶液中Zn²⁺表现出高灵敏度和高选择性，本发明的探针还可以以固体状态检测锌离子；该荧光探针制备方法步骤简单，原料易得，所得产品为固体粉末，易于存储，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于荧光探针技术领域，具体涉及一种基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术

锌离子(Zn²⁺)具有良好的配位作用，是人体内第二丰富的过渡金属离子，广泛分布于人体细胞核体液中。Zn²⁺在神经生物学领域非常受关注，其在生物体系中的酶促反应、DNA合成等生命过程起到了重要作用。不过，过量的Zn²⁺会引起癫痫、帕金森病、缺血性中风与婴幼儿腹泻等神经系统疾病。因此，对游离锌离子的选择性识别和有效检测，对于化学、生物学、临床医学和农学等领域的相关研究具有重要的意义。

目前常用的锌离子检测方法包括原子吸收光谱法(AAS)，原子发射光谱法(AES)，电感耦合等离子体质量探针和电化学方法等，但是这些测试方法价格昂贵，样品预处理比较复杂，测量时间相对较长以及需要专业的操作人员。然而，荧光探针具有设计简单、易于操作、高灵敏度等诸多优点而广泛应用。至今为止，已有许多有锌离子荧光探针的报道，但是设计与制备高选择性、高灵敏度的荧光探针仍然是环境与生命科学研究热点。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供了一种基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针，该荧光探针化合物对锌离子具有专一性识别，响应时间短，灵敏度高等优点。

为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针，其结构式如下式I所示：

本发明的目的之二在于提供基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针的制备方法，包括如下步骤：

S1、4,6-二氯-5-氨基嘧啶和1-萘胺通过取代反应得到式II中间体；

S2：式II中间体和1-萘甲酸为原料，于有机溶剂中进行反应，得到式III中间体；

S3：将式III中间体溶于有机溶剂中与水合肼反应，得到式IV中间体；

S4：将式IV中间体和色酮-3-甲醛通过缩合反应得到基于嘌呤母体的荧光探针I即为基于嘌呤母体的锌离子检测荧光探针；

其反应路线如下所示：

其中，所述S1为：4,6-二氯-5-氨基嘧啶、1-萘胺加入到有机溶剂甲醇中，待溶解后加入浓盐酸，回流搅拌，待反应完全后，减压蒸馏除去有机溶剂，用NaOH溶解，然后用乙酸乙酯进行萃取，减压蒸馏除去乙酸乙酯，最后用甲醇与水重结晶，烘干后得到式II中间体。

其中，所述S2为：式II中间体、1-萘甲酸、多聚磷酸、十二烷基三甲基氯化铵分别溶于三氯氧磷中，进行回流搅拌，待反应完全后，将反应液冷却至室温后，减压蒸馏除去有机溶剂，在冰水浴条件下，向反应体系中加入冰水混合物，通过柱层析方法，使用MeOH/DCM(v/v, 1/250)纯化洗脱，烘干后得到式III中间体。

其中，所述S3为：式III中间体溶于乙醇中，待固体全部溶解后，加入水合肼，进行加热搅拌，待反应完全后，将反应物冷却至室温，抽滤，用有机溶剂洗固体，烘干得到IV式中间体。

其中，所述S4为：式IV中间体和色酮-3-甲醛溶解于有机溶剂乙醇中，将混合物料回流搅拌，待反应完全后，将反应物料冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，将粗产物进行重结晶纯化，烘干后得到荧光探针I。

作为优选，本发明的荧光探针的合成路线如下图所示：