[发明专利]一种磷光铱配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域，具体涉及一类磷光铱配合物的制备方法及其在分子氧检测、细胞标记和成像领域中的应用。

背景技术

氧分子对生物体生命活动的正常进行起着重要作用，在人体内部，氧分子的影响主要分成两个部分，一个是正常的身体组织，需要氧气才能够运转；另外一个，是肿瘤组织以及细菌、病毒，它们需要在厌的环境下才可以生存。氧气参与人体的所有重大生理活动，包括能量转化为热量，以及消灭各种毒素，都必须有氧气充足的参与。氧气被身体也用来氧化各种毒素，以及细菌、病毒、癌细胞、老旧细胞。在缺乏的状态下，这些人体的正常工作都会受到极大的影响，而导致毒素无法排除，累积下来，触发各种致命的疾病。例如器官的损害，最直接的原因是这个器官在运转过程，消耗了大量的氧气，产生大量的自由基，而没有得到及时的氧气补给，来中和身体的酸性；糖尿病人，在缺氧状态下，造成糖无法被完全利用，而造成糖的蓄留；心血管病人，由于酸性破坏，造成血管硬化，而导致血液循环受阻，而造成心血管疾病。

人体内的氧分压有一定的数值范围，吸空气时为20mmHg，吸纯氧时低于70mmHg，儿童为5mmHg(0.66千帕)，正常青年人平均为8mmHg(1.06千帕)，60～80岁可达24mmHg(3.2千帕)，一般不超过30mmHg。氧分压的数值偏离正常波动区间时表明生物体病症的出现，氧分压显著增大表示肺的氧合功能障碍。同时，氧分压明显减低，常低于60mmHg，一般由肺内短路所致，如肺不张和成人型呼吸窘迫综合征，吸纯氧不能纠正。中度增加的低氧血症，一般吸入纯氧可望获得纠正，如慢性阻塞性肺部疾病。由于通气不足造成的低氧血症，若肺泡-动脉氧分压差正常，则提示基础病因多半不在肺，很可能为中枢神经系统或神经-肌肉病变引起的肺泡通气不足。因此，人体中的氧分子存在，不仅参与生命正常代谢的供能，而且对氧分压偏离值的测量可用于病症的早期诊断，使得开发用于检测氧分子的探针具有重要的生物学价值。

目前，检测氧分子的方法已经有很多的研究，对常量氧含量的分析主要有化学容量法、磁氧分析法、氧化锆浓差电池法和气相色谱法等，微量氧含量的分析主要有化学比色法、电化学法、库仑分析法和黄磷发光法等。Yanqing Tian等报道了一种用聚合物作为辅助基质的新方法，即将可交联的氧传感器共价键接到聚合物薄膜上来检测溶解氧。该传感器的光稳定性好，对溶解氧的改变的响应时间短，而且具有较好的生物相容性，尤其对人体肺腺癌上皮细胞几乎无细胞毒性(Chem.Mater.2010,22,2069–2078)。Xiangqun Zeng等报道了一种离子液体作为电解质的极谱法氧传感器，该传感器的检测限可达到0.05vol％，氧分压在0％～20％范围内有线性相关性。相比传统的水相设计，离子液体作为支持电解质使得传感器具有更好的检测性能和稳定性，可用于非标准条件下的氧含量的测量，传感器的使用寿命大大延长(Anal.Chem.2011,83,7066–7073)。但是上述技术荧光探针存在如下技术问题：(1)聚合物辅助的配合物探针虽然使其生物毒性得到降低，但该交联分子的发光相对较弱，乏氧前后的磷光强度改变相对较小，会使得细胞成像的效果不明显。(2)用离子液体介质使其在溶液中具有较好的检测性能，但适用于生物细胞环境中会存在一定的局限性。

因此，开发具有高效的、可用于生物细胞成像的磷光探针具有重要的应用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种磷光发射的铱配合物，给出它们的制备方法，并提出这类配合物在氧分子检测、细胞标记以及生物成像中的应用。

本发明所采用的技术方案如下：

为了解决上述其中一个技术问题提出的技术方案是：一种磷光发射的铱配合物，由环金属配体、金属中心和苯甲基取代蒽的辅助配体组成的铱配合物具有如下结构通式：

其中，C^N配体为下列结构中的一种：

本发明为解决上述另一个技术问题提出的技术方案是：该磷光铱配合物的制备方法的合成路线如下：

步骤一.在氮气保护下，在乙醇/甲苯/碳酸钾饱和水溶液(v:v1:2:1)的反应液体系中加入对甲基苯硼酸与9,10-二溴蒽，在四(三苯基磷)钯的催化下反应12小时，反应停止后静置冷却，用二氯甲烷萃取混合液收集有机相，浓缩得到粗产物经柱层析分离得到纯的产物：9-溴-10-对甲苯基蒽。