[发明专利]基于2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑衍生物的pH荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于2‑(2’‑羟基苯基)苯并噻唑衍生物的pH荧光探针及其制备方法和应用，所述的基于2‑(2’‑羟基苯基)苯并噻唑衍生物的pH荧光探针是将R基团直接或通过苯环与2‑(2’‑羟基苯基)苯并噻唑母体相连，其中，R基团为吡啶基、噻吩基、喹啉基、呋喃基、嘧啶杂环芳香基团基、羟基、甲基、甲氧基、羧基或磺酸基。本发明的探针具有以下优点：比率型荧光响应，两个荧光通道的波长相差较远，检测时互不干扰，容易通过肉眼观察到荧光信号化；斯托克斯位移大，可以有效避免激发光源对检测的影响；对pH的响应灵敏度高，其滴定终点可控制在弱酸到弱碱性范围之内，非常适于对生命样品和食品样品中微小pH变化的检测；抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及一系列荧光探针，特别涉及基于2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑衍生物的pH荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们生活水平的提高，生命健康、环境安全、食品卫生等问题越来越多的受到关注和重视。pH是生理学、环境学、食品科学等领域的重要参数。适当的pH对生命体的正常生理活动起着至关重要的作用，同时，特征pH也是环境与食品安全与否的关键指标之一。因此，对pH的精确快速检测具有十分重要的意义。

荧光光谱法(也称荧光探针法)由于其简单、快速、实时、灵敏度高、选择性好等优良特点，已经成为一种重要的pH检测方法。通过荧光探针法检测pH的关键在于荧光探针的设计与合成。由于被测体系背景荧光的干扰，同类荧光探针中，淬灭型响应的荧光探针性能通常不及增强型荧光响应探针；而由于自参比作用的存在，具有比率型荧光响应性能的探针通常优于淬灭型和增强型荧光探针，其响应信号不会受到探针自身浓度的影响，并且通常具有更高的信号放大倍数和更好的检测限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有多种发射波长、大斯托克斯位移、高荧光量子产率，可在水溶液和固体状态下对pH进行荧光比率型识别的2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)衍生物，制备方法以及其在溶液样品pH检测、食品样品挥发性酸碱气体识别，细胞内pH值成像及检测中的应用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

基于2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑衍生物的pH荧光探针，其特征在于，包含有选自式(Ⅰ)或式(Ⅱ)的结构式：

在式(Ⅰ)的结构式，R基团为吡啶基、噻吩基、喹啉基、呋喃基、嘧啶杂环芳香基团基、羟基、甲基、甲氧基、羧基或磺酸基；

在式(Ⅱ)的结构式，R基团为吡啶基、噻吩基、喹啉基、呋喃基、嘧啶杂环芳香基团基、羟基、甲基、甲氧基、羧基或磺酸基。

在式(Ⅰ)的结构式中，R基团直接与2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑母体相连。

在式(Ⅱ)的结构式中，R基团通过苯环与2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑母体相连。

一种基于2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑衍生物的pH荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

(a)包含有式(Ⅰ)的结构式的pH荧光探针：

在含有R基团的取代水杨醛中加入无水乙醇和氯仿的混合溶液，至含有R基团的取代水杨醛完全溶解，再加入邻氨基苯硫酚和双氧水，加热至80-90℃，回流反应6-12h，分离纯化，即得；

(b)包含有式(Ⅱ)的结构式的pH荧光探针：

(1)将5-溴水杨醛和含有R基团的取代苯硼酸加入至钠条重蒸过的四氢呋喃和2mol/L碳酸钾水溶液的混合体系中，至5-溴水杨醛和含有R基团的取代苯硼酸完全溶解，在氮气保护的条件下，加入四三苯基磷钯催化剂，加热搅拌条件下回流12-24h，分离纯化，得到中间产物IV；