[发明专利]一种含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针及其制备方法和应用。所述含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针具有如(Ⅰ)所示的结构通式。制备方法包括如下步骤：取罗丹明类化合物、三氯氧磷和干燥的1，2‑二氯乙烷，于90℃下反应4h后，冷却至室温，减压蒸馏去除溶剂，所得固体溶于干燥的乙腈中，加入叠氮化钠，室温下搅拌过夜，加干燥剂干燥，过滤，所得滤液于82℃反应40min，冷却至室温，加入盐酸羟胺和三乙胺的混合液，反应得到目标产物。本发明的荧光探针对铜离子具有良好的灵敏度，能定性和定量地检测溶液中的铜离子。

技术领域

本发明涉及一种含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针。

背景技术

荧光信号显示出快速的响应时间、出色的空间分辨率和高的信噪比，荧光染色具有高灵敏度，并且在显微镜下具有对样品无损且对细胞损伤小的优点。罗丹明荧光染料因其高吸光系数，在可见光区域具有较宽的荧光，高荧光量子产率和光稳定性而被广泛用作荧光探针，用于检测重金属离子。在以往的研究中，罗丹明类荧光探针几乎都含有五元螺内酰胺环结构，鲜有设计合成六元环的罗丹明荧光探针。但是，五元螺内酰胺部分，可能水溶性差，荧光稳定时间短，pH依赖性强。已报道的六元环罗丹明探针表明，六元环探针具有更高的灵敏度，在生物成像方面比五元环更有优势。因此六元环结构的罗丹明荧光指示剂拥有广阔的应用前景。

Cu²⁺是动物和人类体内重要的微量元素之一，也是许多氧化还原酶所需的必要因子，这些酶参与了各种关键的生理过程，在细胞呼吸，能量产生，色素沉着，神经递质合成，代谢排毒，抗氧化防御和结缔组织形成等方面起到至关重要的作用。然而，铜虽然被认为是各种代谢功能所必需的过渡金属离子之一，当人体内的金属铜离子的浓度过高时，铜也会引起和加剧与衰老和疾病相关的氧化应激和损害事件，包括严重的神经退行性疾病，例如Menkes和Wilson病，肌萎缩性侧索硬化症和Alzheimer病等。为了研究疾病的起源并评估潜在药物的临床应用，诸如铜的细胞浓度和分布等信息是至关重要的信息。因此，开发操作简便、选择性好、灵敏度高且成本低廉的铜离子荧光探针有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以快速响应、高灵敏度检测铜离子的荧光探针。

本发明采用的技术方案是：一种含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针，所述含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针为RhX-OH，具有如(Ⅰ)所示的结构通式：

其中，

R₁＝R₂＝-CH₃，R₃＝R₄＝H；

或R₁＝R₂＝-CH₂CH₃，R₃＝R₄＝H；

或R₁至R₄构成-(CH₂)₃-，R₂至R₃构成-(CH₂)₃-

一种含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针的制备方法，包括如下步骤：称取罗丹明类化合物、三氯氧磷和干燥的1,2-二氯乙烷，于90℃下反应4h后，冷却至室温，减压蒸馏，所得固体溶于干燥的乙腈溶液中，加入叠氮化钠，室温下搅拌过夜，干燥过滤，滤液于82℃加热40min得到异氰酸酯；将所得异氰酸酯溶液与盐酸羟胺和三乙胺的混合液，混合均匀，室温搅拌，所得产物减压蒸馏浓缩后，得含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针。反应式如下：

优选的，上述的制备方法，所述罗丹明类化合物为罗丹明B、四甲基罗丹明TMR或罗丹明101。