[发明专利]一种锌离子荧光探针化合物、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及分析化学技术领域，尤其涉及一种锌离子荧光探针化合物、制 备方法及其应用。

背景技术

Zn²⁺是一种重要的微量元素，在动植物体内的许多生理过程中发挥着重要作 用，例如神经信号的传导与调节、基因表达、细胞凋亡和酶催化等诸多方面。 因此，Zn²⁺的检测，尤其是活体细胞和组织中Zn²⁺的测定与荧光显微成像技术成 为近年来化学家和生物学家们非常关注的领域之一。但不同于其它过渡态金属 离子，Zn²⁺由于最外层电子分布为3d¹⁰4s⁰而不显示任何波谱或磁信号，所以设 计合成高选择性和高灵敏度的Zn²⁺荧光探针就显得尤为重要。

传统Zn²⁺荧光探针的设计从原理上一般分为分子内电荷转移(ICT)、光诱导 电子转移(PET)、荧光共振能量转移(FRET)、扭曲分子内电荷转移(TICT)和 亚胺异构化等机理。但是这些机理存在着一些缺陷，例如ICT受pH值的影响比 较大，PET受结构的影响比较大，TICT和亚胺异构化是Zn²⁺的结合导致其分子 内扭曲的间接测量结果。而激发态分子内质子转移(ESIPT)机理是指某些有机 分子受光激发后，分子中某一基团上的质子(通常为羟基或氨基)转移到分子内 邻近N、O、S等杂原子上，形成互变异构体的过程。当其与Zn²⁺相结合时，ESIPT 进程受到抑制，表现出斯托克斯位移(Stokesshift)，实现对Zn²⁺的检测。

理想的Zn²⁺荧光探针还应同时具备化学光稳定性好、选择性和灵敏性高、良 好的脂溶性兼水溶性、对细胞毒害作用小以及对细胞pH值环境不敏感等性质， 从而实现其在生物领域中的广泛应用。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种分子结构简单、产率高、对锌离子具有良 好的选择性和灵敏性的锌离子荧光探针化合物。

本发明的另一个目的在于提出一种工艺简单、原料易得、易于实施的锌离 子荧光探针化合物的制备方法。

本发明的再一个目的在于提出一种锌离子荧光探针化合物的应用。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种锌离子荧光探针化合物，其化学分子式为C₁₅H₁₃NO₄，分子结构式为：

优选的，所述锌离子荧光探针化合物是以2-(2’-羟基苯基)苯并噁唑化合 物为母体结构，经过衍生化得到的。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种锌离子荧光探针化合物的制备方法，按下列步骤进行：

步骤A、将2-(2’-羟基苯基)苯并噁唑溶解于三氟乙酸溶液中，分批加入 六亚甲基四胺对原料进行甲酰化，纯化后得到中间体Ⅰ；

步骤B、将硼氢化钠逐步加入到中间体Ⅰ的甲醇溶液中进行反应；

步骤C、减压并蒸发去除溶剂后进行纯化；

步骤D、将步骤C中纯化后的有机相在二氯甲烷中重结晶，获得最终化合物。

优选的，步骤A中的所述中间体Ⅰ的化学分子式为C₁₅H₉NO₄，分子结构式为：

优选的，所述最终化合物其化学分子式为C₁₅H₁₃NO₄，分子结构式为：

优选的，步骤A中，对原料进行甲酰化后进行步骤A2，步骤A2为，加热回 流至反应完全；

优选的，步骤A2后进行步骤A3，步骤A3为，将反应完全后的溶液冷却后 加入盐酸酸化，并采用乙酸乙酯溶液进行萃取；

优选的，步骤A3后进行步骤A4，步骤A4为，对步骤A3获得的有机相用饱 和食盐水冲洗后用无水硫酸钠干燥；

优选的，步骤A4后进行步骤A5，步骤A5为采用柱层析方式对步骤A4中干 燥后的有机相进行分离获得所述中间体Ⅰ；

优选的，2-(2’-羟基苯基)苯并噁唑与六亚甲基四胺的摩尔比为1：2；