[发明专利]一种二价铜离子荧光探针及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速检测金属二价铜离子的荧光探针及其制备方法和应用，属于分析化学技术领域。

背景技术

正常情况下人体内除了铁和锌，铜离子是第三种最丰富的必需微量元素，成人体内总铜含量一般是70～80毫克。

铜离子在各种生理过程发挥重要作用，是生命系统中重要的微量元素和必需的营养素。铜毒性很小，铜缺乏可导致生长和代谢紊乱。已知铜在细胞中平衡的改变会导致抑制神经性疾病，如Menkes综合症、Wilson病、家族遗传性脊侧索硬化、Alzheimers病和Prion病等。正是由于铜对于生命的重要性，铜在人体中的分布受到严格的控制。采用荧光分子探针的方法检测铜离子，尤其是跟踪其在化学反应和生命活动中的作用过程就变成一件很有意义的事情。

目前，铜离子的检测手段主要分为两类：直接法和间接法。直接法是一类直接利用铜离子自身物理、化学性质对其进行分析检测的方法，包括原子吸收、发射光谱法和离子选择性电极法；间接法是一类利用铜离子和指示剂（也可称为化学分子探针）之间的特异性化学反应或超分子作用产生的信号变化对铜离子进行分析检测的方法，包括传统的铜离子指示剂和近年来研究较热的铜离子荧光分子探针。但是，综合分析目前的铜离子荧光探针主要存在以下不足：第一，为了提高选择性大多数铜离子探针在有机溶剂中或含有机溶剂的组分中检测，对环境检测的实用性大大降低；第二，铜离子探针的检测都是根据某一特定波长的变化来进行，容易受外界因素的干扰；第三，多数铜离子探针在细胞中对铜离子的识别都是在某一特定荧光通道下进行成像不能实现双通道同时成像。基于此，开发新型铜离子探针，给出检测曲线判断铜离子水平，有着重要的研究价值。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明通过分子设计，合成出一种具有响应时间快和较高选择性的二价铜离子荧光探针。

本发明还提供了上述二价铜离子荧光探针的制备方法。

本发明还提供了上述二价铜离子荧光探针的应用。

本发明采用以下技术方案：

一种二价铜离子荧光探针，其特征在于，它的分子式为C₄₆H₄₈N₆O₅，结构式如下：                                                

上述二价铜离子荧光探针的制备方法，其特征在于，它是按照以下步骤进行：

（1）4-溴-1,8-萘二甲酸酐与 N-(2-氨基乙基)吗啉反应得到化合物1；

（2）将步骤（1）得到的化合物1与联硼酸频哪醇酯反应得到化合物2；

（3）3-二乙胺基苯酚与4-溴邻苯二甲酸酐反应得到化合物3；

（4）将步骤（2）得到的化合物2和步骤（3）获得的化合物3反应即可制得目标化合物FP-Cu²⁺。

上述的二价铜离子荧光探针的合成路线如下：

所述步骤（1）是采用下述方法完成：将1eq的4-溴-1,8-萘二甲酸酐与1eq的N-(2-氨基乙基)吗啉溶于乙醇中，氮气保护，加热回流，反应5h；用TCL板检测反应，反应完全后，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋干，并用柱色谱洗脱分离得到化合物1。

所述加热回流温度为100℃；所述柱色谱分离洗脱剂配比为甲醇：二氯甲烷=1:40。

所述步骤（2）是采用下述方法完成：1eq的化合物1，1.5eq联硼酸频哪醇酯与3eq乙酸钾溶于1,4-二氧六环中，再加入双（二苯基磷基）二茂铁氯化钯（0.1eq），氮气保护，加热回流，反应10 h，用TCL板检测反应，反应完全后，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋干，并用柱色谱进行洗脱分离得到化合物2。

所述加热回流温度为120℃；所述柱色谱分离洗脱剂配比为乙酸乙酯：石油醚=1:1。

所述步骤（3）是采用下述方法完成：1eq的3-二乙胺基苯酚与2eq的4-溴邻苯二甲酸酐溶于丙酸中，氮气保护，加热回流，反应24h，反应完全后，将反应液旋干，向其中加入乙醇和水合肼继续加热回流反应4h，反应完全后，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋干，并用柱色谱进行洗脱分离得到化合物3。

所述加热回流温度为150℃；所述柱色谱分离洗脱剂配比为乙酸乙酯：石油醚=1:1。