[发明专利]一种用于检测碱性pH和/或粘度的双功能荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于检测碱性pH和/或粘度的双功能荧光探针及其制备方法和应用。该荧光探针为1,7,7‑三甲基‑3‑((1',3',3'‑三甲基螺[苯并吡喃‑2,2'‑吲哚啉]‑6‑基)亚甲基)双环[2.2.1]庚‑2‑酮。本发明的化合物能够灵敏地检测碱性pH和粘度，在碱性溶液中呈绿色荧光，在高粘度的介质中呈红色荧光，因此该化合物可作为检测碱性pH和粘度的双功能荧光探针，且具有良好的灵敏性，具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属精细有机合成技术领域，涉及一种用于检测碱性pH和/或粘度的双功能荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

细胞微环境是影响周围分子物理或化学行为的重要因素，微环境的稳定是保持细胞各种功能活动的重要条件。粘度是一个重要的微环境参数，控制着几乎所有细胞扩散介导的过程，如细胞内/细胞间的信号转导、生物大分子之间的相互作用以及细胞代谢物的扩散等。研究表明，细胞粘度异常是诊断各种疾病(如动脉粥样硬化、糖尿病、癌症)的关键指标。pH是另一个重要的微环境参数，细胞的增殖、凋亡、内吞等一系列的生物过程都依赖于pH稳态的维持。由于质子分布不均，不同的细胞器及细胞质中显示不同的pH值，而任何细胞区域pH值的异常都会引起细胞功能障碍，进而导致阿尔兹海默症，癌症等其他疾病。因此，开发一种可靠有效的手段来监测不同生理和病理过程中粘度和pH的变化是非常有必要的。

用测宏观体积的常规pH计和粘度计来测定活细胞中的pH值和粘度值是不可行的。然而，采用荧光探针法具有操作简单、灵敏度高、响应快、时空分辨率高等优点，是用于生物体内检测的有力工具。近年来，已报道许多pH或者粘度敏感型荧光探针。在特定的微环境中，pH和粘度这两个重要参数需要同时被考虑，这就需要多个单响应的荧光探针协同工作，这样不可避免地会带来串谱、定位不同等问题。相比之下，能够同时实现pH和粘度双重检测的荧光探针则更有吸引力，但是目前能同时检测pH和粘度的双响应荧光探针则鲜有报道。此外，大多数报道的pH荧光探针仅对酸性有响应，能够检测碱性pH的荧光探针报道甚少。因此，设计开发一种能够灵敏地同时响应碱性pH和粘度的双功能荧光探针具有十分重要的研究意义。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于检测碱性pH和/或粘度的双功能荧光探针，满足检测碱性pH和/或粘度的使用需求。本发明所要解决的技术问题是提供一种上述荧光探针的制备方法。本发明还要解决一技术问题是提供一种上述双功能荧光探针的应用。

为实现解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

检测碱性pH和粘度的双功能荧光探针，为1,7,7-三甲基-3-((1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚啉]-6-基)亚甲基)双环[2.2.1]庚-2-酮，其结构式为：

所述的用于检测碱性pH和粘度的双功能荧光探针的制备方法，以2-羟基-5-((4,7,7-三甲基-3-氧代双环[2.2.1]庚-2-亚基)甲基)苯甲醛与1,2,3,3-四甲基-3H-吲哚碘化物进行缩合反应，得到1,7,7-三甲基-3-((1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚啉]-6-基)亚甲基)双环[2.2.1]庚-2-酮。

具体的制备步骤为：

(1)将1mmol 2-羟基-5-((4,7,7-三甲基-3-氧代双环[2.2.1]庚-2-亚基)甲基)苯甲醛、1mmol 1,2,3,3-四甲基-3H-吲哚碘化物、30mL无水乙醇和20μL哌啶依次加入干燥的三口烧瓶中，搅拌回流8h；

(2)反应液经减压蒸馏除去乙醇后得到1,7,7-三甲基-3-((1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚啉]-6-基)亚甲基)双环[2.2.1]庚-2-酮粗产物，经硅胶柱分离(乙酸乙酯/石油醚＝1/6，v/v)，得到1,7,7-三甲基-3-((1',3',3'-三甲基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚啉]-6-基)亚甲基)双环[2.2.1]庚-2-酮纯品。