[发明专利]一种用于锌离子检测的荧光离子探针试剂及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及金属离子检测的荧光离子探针领域，特别是一种用于锌离子检测的荧光离子探针试剂及其制备方法。

背景技术

锌离子是人体内重要的金属离子，它在体内含量仅次于铁离子排在第二位，在成人体内锌的含量约为2-3g。锌在生物体内起着非常重要的作用，许多生物学过程例如脑功能、病理学、基因转染、金属酶调节、免疫功能以及中枢神经信号传输等等都离不开锌离子的参与。因此锌离子的检测，尤其是活体细胞和组织中锌的测定是近几年来生物化学家非常关注的领域。但是由于锌离子3d¹⁰4s⁰电子层结构，其自身无可测定的光谱和核磁信号，常用的紫外光谱、圆二色谱、核磁共振、电子顺磁共振和穆斯堡尔谱仪均不适于对锌离子的测定，只有荧光光谱是检测锌离子最有效的方法之一。

荧光离子探针将分子/离子结合信息转换成易被检测的荧光信号，进而可以对离子进行识别。荧光离子探针由于具有方法简单、高选择性、高灵敏性以及瞬时响应性等特点，并且荧光测量方法是非侵入性的，对样品不具破坏性，因此是一种有效的检测生物体中锌离子含量的方法。环糊精是由不同数量的D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键首尾相连而成的大环主体化合物，在以前的报道中环糊精由于其内腔疏水而外壁亲水的特点被广泛的用于荧光探针和分子识别领域。许多能检测锌离子的探针已经被报道，但是很少是水溶性的并且不受镉离子的干扰。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种用于锌离子检测的荧光离子探针试剂及其制备方法，该探针试剂对锌离子具有特殊选择性且灵敏度高，其制备方法简单实用，适于放大合成和实际生产应用。

本发明的技术方案：

一种用于锌离子检测的荧光离子探针试剂，为含三唑菲罗啉桥式双β-环糊精，其采用菲罗啉作为探针分子，以菲罗啉环上的氮原子和三唑环上的氮原子作为二价锌离子的键合位点，其化学式为C₁₀₄H₁₅₄N₈O₇₀，结构式为

。

一种所述用于锌离子检测的荧光离子探针试剂的制备方法，步骤如下：

1）2,9-二炔丙基-1,10-菲罗啉中间体的合成

将2,9-二羟甲基-1,10-菲罗啉加入到无水N,N’-二甲基甲酰胺中，冰浴冷却至0℃，加入氢化钠，在冰浴下反应30min，加入3-溴丙炔在冰浴下反应3小时，得到反应液，然后向反应液中加入氢化钠，在18-25℃下反应12小时，0.1Pa下蒸馏除去溶剂后得到固体a，将所得固体a溶于三氯甲烷中，用水萃取三次，将有机相用无水硫酸镁干燥后，在0.1Pa下蒸馏进行浓缩，然后以二氯甲烷与乙酸乙酯的混合液为展开剂，用200-300目硅胶柱进行分离即可制得2,9-二炔丙基-1,10-菲罗啉中间体；

2）含三唑菲罗啉桥式双β-环糊精的合成

在氮气氛围下，将上述2,9-二炔丙基-1,10-菲罗啉中间体、单-6-去氧-6-叠氮-β-环糊精、五水硫酸铜和抗坏血酸钠加入四氢呋喃和水的混合液中，在50^?C下反应48小时，过滤除去不溶物，将滤液经0.1Pa下蒸馏去除溶剂后得到固体b，将所得固体b溶于水中至全部溶解得到溶液，然后在搅拌下将该溶液滴入丙酮中，过滤后收集固体同样溶于水中至全部溶解，再次在搅拌下将该溶液滴入丙酮中，即用丙酮重复洗涤两次，过滤后收集固体，最后以正丙醇、水和质量百分比浓度为25%氨水混合液为展开剂，用200-300目硅胶柱进行分离即可制得粗品，将其经柱压为0.3MPa的制备柱提纯，以乙醇水溶液为淋洗剂淋洗后制得含三唑菲罗啉桥式双β-环糊精纯品，即为用于锌离子检测的荧光离子探针试剂。

所述2,9-二炔丙基-1,10-菲罗啉与无水N,N’-二甲基甲酰胺溶液的用量比为0.1 mol/L；所述2,9-二羟甲基-1,10-菲罗啉、3-溴丙炔和氢化钠的摩尔比为2:4:5。

所述固体a与三氯甲烷的用量比为0.02mol/L。

所述二氯甲烷与乙酸乙酯混合液中二氯甲烷与乙酸乙酯的容积比为5:3。

所述2,9-二炔丙基-1,10-菲罗啉中间体、单-6-去氧-6-叠氮-β-环糊精、五水硫酸铜和抗坏血酸钠的摩尔比为1:5:10:25；四氢呋喃和水的混合液中四氢呋喃和水容积比为2:7；单-6-去氧-6-叠氮-β-环糊精与四氢呋喃和水的混合液的用量比为0.03 mol/L。

所述固体b的水溶液与丙酮的容积比为1:30。