[发明专利]一种用于联氨特异性检测的ESIPT荧光化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种用于联氨特异性检测的ESIPT荧光化合物及其制备方法和应用，荧光化合物为2‑(苯并[d]噻唑‑2‑基)‑1,4‑亚苯基双(4‑溴丁酸酯)，其可以特异性检测细胞和生物体内的联氨；具有较好的细胞膜通透性以及较低的细胞毒性，可进入活细胞中并与胞内外源性联氨迅速发生迈克尔加成环化反应，产生可肉眼分辨的强烈荧光；通过荧光分光光度法分析得出该荧光化合物可以在各种干扰物下对联氨有着优越的选择性，对常见生物分子有着很强的抗干扰能力；该荧光化合物还具有在不同环境水样中定量检测联氨的潜力；不仅可对胞内外源性联氨选择性识别，还能在各种活细胞的生长环境下高灵敏度的检测联氨，应用于活细胞及斑马鱼成像中。

技术领域

本发明涉及有机小分子荧光探针技术领域，具体为一种用于联氨特异性检测的ESIPT荧光化合物及其制备方法和应用。

背景技术

环境中的无机污染物来源广泛，种类复杂，其中大部分可以进入人体，当这些污染物的含量超过安全阈值时，可能会对环境和人类健康构成威胁，联氨(N2H4)是一种重要的无机化合物，具有一定的还原性，已广泛应用于农药生产、航空航天、化工等领域，然而，它也是一种剧毒的水溶性生化试剂，具有致癌、致畸和致突变作用，N2H4可通过口鼻呼吸和皮肤渗透对肝脏、呼吸系统和神经系统造成损害，目前尚无明确证据表明人体是否含有内源性 N2H4，但部分进入人体的药物可产生N2H4，例如，异烟联氨是一种治疗隐性和活动性肺结核的特效药，可代谢为联氨，损害肝脏，美国环境保护署(USEPA) 和世界卫生组织(WHO)已将N2H4确定为潜在致癌物，其允许阈值(TLV)为 10μg/L(0.32μM)，需要开发一种高灵敏度和高选择性的可靠方法来检测N2H4，并可视化环境或体内N2H4的分布，这种方法可以提供一种实验方法来评估N2H4在环境中的归宿，并研究其对人类的毒性影响；

N2H4的检测通常使用色谱-质谱法、表面增强拉曼光谱法、电化学和化学发光检测，这些方法存在成本高、样品前处理和操作程序复杂、分析时间长以及需要昂贵的仪器等缺陷，相比之下，荧光检测具有操作简单、灵敏度高、成本低的优势，特别是，这种方法可以对生物样品进行无创分析，适用于活细胞甚至整个生物体的成像分析，到目前为止，荧光探针一直是检测某些环境污染物和内源性生物分子的首选方法；

迄今为止，已经报道了许多用于检测N2H4的化学传感器，由于N2H4的亲核性，在检测N2H4的过程中使用了几种机制，例如Gabriel反应、腙形成、与醛的加成反应和酯水解反应，其中，联氨解反应的应用可以提高检测的响应率，自2013年Sarkar团队研制出第一个溴代酯基荧光探针以来，推动了基于联氨解反应的荧光探针的快速发展，作为一种典型的联氨水解反应，荧光结构上的羟基可能是一个有效的联氨识别位点，更令人鼓舞的是，在荧光探针的结构中引入羟基是很容易实现的；

综上，选择2-(苯并[d]噻唑-2-基)苯-1，4-二酚作为荧光母体结构，并利用4-溴丁酰酯基对2-(苯并[d]噻唑-2-基)苯-1，4-二酚上羟基进行修饰，猝灭自身的荧光，提高其灵敏度，有望开发出能够特异性识别联氨并可应用于细胞和活体组织成像的新型荧光化合物；

因此，有必要提供一种用于联氨特异性检测的ESIPT荧光化合物及其制备方法和应用解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是开发出一种可选择性检测联氨的荧光化合物，该荧光化合物具有特异性和抗干扰性强等特点。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种可选择性检测联氨的荧光化合物的制备方法。

本发明要解决的第三个技术问题是研究一种能够可视化细胞和活体内外源性联氨迁移分布规律的新方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于联氨特异性检测的ESIPT荧光化合物，包括2-(苯并[d]噻唑-2-基)-1，4-亚苯基双(4-溴丁酸酯)，其化学结构式如式I所示：