[发明专利]一种吡啶并[1,2‑a]苯并咪唑羧酸类pH荧光探针及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机小分子荧光探针领域，尤其涉及一种新型pH荧光探针4-甲基吡啶并[1,2-a]苯并咪唑-3-羧酸及其应用。

背景技术

pH作为细胞健康的一个重要指标,在细胞生长,扩散,调亡,自噬,离子运输,以及其他细胞过程中起着重要作用。其微小变化便可能导致细胞功能素乱和严重疾病,如大肠癌,乳腺癌,囊性纤维化,神经退行性疾病甚至阿尔茨海默氏症。但目前常用的玻璃电极测pH的方法不适用于生命领域pH的检测。

荧光探针选择性好,灵敏度高,操作简单,成本低并且可以实现实时监测,现已作为一种首选的测试工具应用于细胞内pH值的测定。尽管已有多种pH荧光探针被报道,但是目前对于酸性条件下细胞内pH的研究还不够深入。为此,开发新型理想的酸性pH探针,检测细胞内氢离子的浓度以及分布对研究细胞的生理、病理过程具有极为重要的意义。

吡啶并[1,2-a]苯并咪唑类化合物因受制于有限的合成方法，其在光学领域的应用报到很少，其而作为pH荧光探针的应用更是未见文献报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种pH荧光探针新分子吡啶并[1,2-a]苯并咪唑羧酸及其应用。

本发明的技术方案是：一种吡啶并[1,2-a]苯并咪唑羧酸pH荧光探针，其化学结构式如式（1）所示：

本发明还包括吡啶并[1,2-a]苯并咪唑羧酸pH荧光探针的应用，式（1）化合物在二甲亚砜的水溶液中对pH有独特的荧光选择性。

本发明还包括吡啶并[1,2-a]苯并咪唑羧酸pH荧光探针的合成方法，在95%的乙醇溶液中，将4-甲基吡啶并[1,2-a]苯并咪唑-3-羧酸乙酯与氢氧化钠按照1:2投料比例，80℃下回流反应2-5小时，得到4-甲基吡啶并[1,2-a]苯并咪唑-3-羧酸。

配制吡啶并[1,2-a]苯并咪唑羧酸的二甲亚砜溶液，分别加入到不同pH的二甲亚砜的水溶液中（二甲亚砜：水=2:8），通过荧光光谱测试来研究对不同pH的选择性，测其荧光发射波谱强度变化发现： pH由4.0变化至6.0的过程中，430 nm处荧光强度明显增强，如图1所示。因此，吡啶并[1,2-a]苯并咪唑羧酸作为pH荧光探针具有巨大的应用前景。

附图说明

图1：不同pH的二甲亚砜水溶液（二甲亚砜：水=2:8）的荧光光谱图。

图2：荧光探针新分子的核磁氢谱。

图3：荧光探针新分子的核磁碳谱。

具体实施方式

实施例1：式（1）化合物的合成方案如下式所示：

具体合成步骤如下：

在50 mL圆底烧瓶中依次加入2.54g（10.0 mmol）4-甲基吡啶并[1,2-a]苯并咪唑-3-羧酸乙酯，0.80g（20.0 mmol）氢氧化钠，20 mL95%的乙醇，80℃下回流反应2-5小时，倒入300 mL水中，浓盐酸调pH至5-6，析出大量固体，抽滤，干燥得1.32g黄色固体产品，产率58.4%。

核磁共振氢谱测定：¹H NMR（400 MHz，DMSO-d₆）：δ9.44 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.62 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.00 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.83-7.67(m, 3H),2.89 (s, 3H). ¹³C NMR（100 MHz，CDCl₃）：166.97, 129.25, 128.10, 126.24, 124.55, 115.69, 114.91, 114.40, 15.01.

如图2，图3所示。

实施例2：

取吡啶并[1,2-a]苯并咪唑羧酸0.0023g，溶于10mL二甲亚砜，得探针母液，浓度为10^-3M。分别取100微升探针母液，加入到10mL不同pH的二甲亚砜的水溶液中（二甲亚砜：水=2:8）测其荧光发射强度变化发现：pH由4.0变化至6.0的过程中，430 nm处荧光强度明显增强，如图1所示。