[发明专利]一种比例型近红外荧光探针及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于探针技术领域，具体设计一种比例型近红外荧光探针氮杂氟硼二吡咯-硼酸（aza-bodipy-BA）及其制备方法和应用。 

背景技术

在生物体内H₂O₂是重要的活性氧(ROS)之一，可以调节人体的免疫系统，也与人体衰老以及癌症等各种各样的疾病息息相关^1-7。近年来人们开始关注发展新的化学方法来研究H₂O₂以及其他ROS在生理和病理上所起的作用。其中引起了人们广泛关注的方法是使用选择性高的荧光探针来跟踪细胞内H₂O₂的化学过程^8-16。 

目前各种荧光指示剂已经用于H₂O₂的检测，比如二氢类似物2,7-二氯二氢荧光素(DCFH)^17,18、Amplex Red¹⁹、二氢罗丹明²⁰、基于磷化氢的荧光探针²¹_,2²、镧系络合物 ²³，探针与H₂O₂反应释放荧光团或发射团^24-26。但是目前用于检测H₂O₂的荧光探针，有很多局限性，比如，DCFH是常用于检测细胞内ROS的荧光团，但是在连续光照下它容易被氧化，这样就增加背景荧光。另外一些探针，由于对H₂O₂的选择性不够高，因而受到其他ROS的干扰较大。激发在紫外光范围内会损伤样品活性，也会受到细胞本身自发荧光的干扰。而且，用turn-on的荧光探针来定量分析细胞内H₂O₂的浓度非常困难，因为荧光强度受到仪器功率以及探针浓度的影响很大，导致检测不准确。理想的荧光探针应该有一定的细胞穿透能力，有较强的专一性，荧光强度较强，光稳定性好。在近红外范围内，用比例法可以很好的降低来自样品本身以及检测过程中不确定因素的干扰。 

众所周知，BODIPY类荧光染料有很多优点，比如荧光强度高，光稳定性好，发射带宽窄，结构可修饰性强等优点。然而，BODIPY荧光染料通常吸收和发射都在紫外可见光范围内，虽然可以通过增加扩展共轭体系使激发和发射波长有所红移，但是合成步骤很复杂，波长变化有限，而且这类探针的水溶性相对较差²⁷。用氮原子取代BODIPY次甲基桥上的碳原子，生成的化合物通常被称为aza-bodipy，和BODIPY类衍生物相比，aza-bodipy紫外吸收会有大约90nm的红移，在吡咯环上加上苯并环也可以达到红移的效果。Aza-bodipy尺寸较小，水溶性好，有较大的斯托克斯位移可以达到近红外范围。但是与BODIPY类衍生物相比，对于aza-bodipy类化合物的研究还较少，这主要是由于aza-bodipy以异吲哚为前体的制备过程很困难，在通常的条件下，这样的前体由于反应活性较高因而极不稳定^28-30。不久前，我们合成了一系列基于硼酸 的BODIPY衍生物，用于检测单糖和多糖³¹。在BODIPY母核中间位置上接上苯硼酸，当糖类分子与硼酸结合后，探针的荧光强度就会发生变化，这是由于BODIPY母核与中间位置上的苯硼酸是相互垂直的，因此是分别独立的两部分。本工作目的就是设计并合成比例荧光探针，通过在荧光团的3,5位上进行修饰连接上了苯硼酸。当硼酸有所改变的时候就会导致探针的激发能级的改变，因此荧光光谱图上就会呈现出比例荧光的变化。 

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是提出一种对H₂O₂的选择性高的比例型近红外荧光探针氮杂氟硼二吡咯-硼酸（aza-bodipy-BA）。本发明还要解决的技术问题是上述比例型近红外荧光探针氮杂氟硼二吡咯-硼酸（aza-bodipy-BA）的制备方法和应用。 

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下： 

一种比例型近红外荧光探针aza-bodipy-BA，其化学名称为氮杂氟硼二吡咯-硼酸，其具有下述结构式： 

所述的比例型近红外荧光探针aza-bodipy-BA的制备按如步骤进行：