[发明专利]基于螯合诱导荧光增强的锌离子荧光探针及其应用

说明书

技术领域

本发明属于配位化学领域，更加具体地说，涉及一类基于螯合诱导荧光增强的锌离子荧光探针及该类探针代表性化合物与锌离子的配合物合成及应用。

背景技术

锌离子是生物体中第二大过渡金属离子，并在人类生理病理中起到不同的作用，其多集中在脑组织中，浓度可达0.1-0.5mM。体内锌的总含量很高，可以达到2-3g，但是与蛋白质松弛结合的游离锌浓度比较低并被机体严密的控制。目前的实验已经证明游离的锌稳态被打乱以后会产生阿尔兹海默症，肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)，帕金森症，局部缺血和癫痫。另外，游离锌也与细胞死亡有关，例如细胞凋亡。因此，一种灵敏的却无伤害的技术追踪和显像游离锌是非常必要的。同时锌离子因具有3d电子构型所以有非常强的选择性，因此成为荧光探针未来发展的一个重要的研究方向。

物质分子、原子吸收光辐射被激发，再发射出与吸收波长相同或更长的光，成为光致发光，最常见的为荧光和磷光。荧光分子探针技术应用于过渡金属及重金属离子的检测，可实现微环境中的原位检测。目前已成为检测体内和体外生物相关物质和其功能的强有力的工具，以及作为可以在分子水平上不需要其他特殊仪器单用肉眼观察离子不可缺少的工具。实际选用的荧光分子探针必须使理想分析物选择性的结合产生一个具有穿透力的光信号，理想的细胞内荧光分子探针应该具有一个高量子产率的(1/4)信号并且激发波长超过340nm，另一个特点则是允许使用玻璃显微镜物镜和阻止UV诱导的细胞损伤。好的荧光分子探针的发射波长应该接近500nm，可以有效阻止来源于细胞中物质所产生的自发荧光并且可以选用典型的荧光显微法滤光片操作。除此之外，探针必须具有被动的不可逆的载入细胞的能力。经过特殊设计的荧光分子探针具有高灵敏度，高特异性，可进行实时单分子检测，安全方便等优点，因此对荧光分子探针的研究具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

目前报道的生物应用锌离子荧光探针按作用机理可分为六大类，其中一类为基于鳌合诱导荧光增强的荧光探针。研究发现，探针分子骨架的刚柔性，对分子的荧光强度有重要影响，当分子结构趋平面化，空间扭转能力降低可以使荧光增强，所以当探针分子与金属离子配合后，分子的骨架刚性增加，使上述各种电子或能量转移受到影响，因而引起荧光增强，目前已报道了许多基于这种鳌合诱导荧光增强的Zn²⁺荧光探针。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供可以作为高灵敏度的锌荧光探针而加以利用的化合物，和现有文献中锌离子探针（化合物）相比较，本发明探针具有灵敏度高，检测下限低，响应速度快，选择性高，稳定性强，制备简单、合成成本低等优势。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

基于螯合诱导荧光增强的锌离子荧光探针结构，即化合物分子结构，如下：

式中R₁为H或者OCH₃。

R₂为H,Cl,Br,SO₃Na或者OCH₃。

R₃为H或者OCH₃。

R₄为H或者OCH₃。

R₅为H或者OCH₃。

R₆为H或者OCH₃。

R₇为H,Cl,Br,SO₃Na或者OCH₃。

R₈为H或者OCH₃。

R₉为H或者OH。

在所述化合物结构中，优选对称取代结构，即分子中取代基R₁与R₈相同、R₂与R₇相同、R₃与R₆相同、R₄与R₅相同，以使所述化合物分子以为对称轴，诸如：

¹H NMR(CDCl₃):δ13.06(s,2H),8.34(s,2H),6.80-7.26(m,6H,Ar),4.27(m,1H),3.87(d,2H),3.74(d,2H),1.58(s,1H)（Inorg.Chem.1997,36,1829-1837）