[发明专利]一种选择性检测溶液相中单线态氧的荧光探针及应用

说明书

本发明涉及一类在单线态氧存在下荧光发生增强的荧光探针。本发明提供了一种可用于选择性检测溶液相中各种化学反应，光敏化反应及光催化反应体系中产生的单线态氧的荧光探针。本发明采用吸收和发射具有一定重叠的荧光染料氟硼吡咯作为荧光母体，在荧光母体上引入蒽官能团作为选择性与单线态氧反应的活性中心，并且创新性的以炔基连接两个基团，使与单线态氧作用前后不仅有荧光强度的改变；还利用蒽官能团与单线态氧反应前后探针分子共轭结构的改变，产生了吸收强度的比率变化。

技术领域

本发明涉及一类用于选择性检测溶液相中单线态氧的荧光探针，具体的说，是一类在¹O₂存在下荧光发生增强或发光波长发生变化的荧光探针。

背景技术

¹O₂是一种反应活性很高的活性氧物种(ROS)，可以与多种有机分子发生化学反应，在生命科学和光催化等领域起着至关重要的作用。¹O₂的探测方法主要有以下几种：1270nm处¹O₂发光的直接探测，电子自旋共振(ESR)，化学发光探针和荧光探针方法(Nosaka Y；Nosaka A.Y.Chemical Reviews,2017,117,11302)。其中荧光探针是有效检测¹O₂的重要手段，具有特异性强，重复性好，灵敏度高，还可以进行单分子荧光成像和荧光共聚焦成像。目前，检测¹O₂的荧光探针很多(部分结构见图1，Chen,X；Wang,F；Hyun,J.Y.；Wei,T.；QiangJ.；Ren X.；Shin,I.；Yoon,J.Chemical Society Reviews,2016,45,2976)，设计原理都是将一个¹O₂捕获基团，如9,10-取代蒽，苯并呋喃与一个荧光团共价连接在一起，利用¹O₂捕获基团上的二烯烃与¹O₂的[2+4]环加成反应，产生荧光强度或波长的变化。绝大部分都是荧光增强型探针，即与¹O₂作用前，由于¹O₂捕获基团与荧光团之间的光致电荷转移(PET)，荧光团的荧光被猝灭，但与¹O₂发生环加成反应后，PET过程被阻断，荧光团的荧光恢复了，例如商品化探针Singlet Oxygen Sensor Green(SOSG，结构见图1)。此类荧光探针对¹O₂选择性较高，缺点是有些探针本身就具有光敏性，能在光照下产生¹O₂而干扰检测；而且荧光素或罗丹明类的荧光团在长时间的光照下会产生明显的光漂白现象。开发一种反应灵敏且光稳定性高的荧光探针对¹O₂的定量检测具有重要意义。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供了一种合成简便，可用于溶液中定量检测¹O₂的荧光增强型探针，此探针可以快速与¹O₂作用，作用后荧光明显增强。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明采用氟硼吡咯作为荧光母体，具有光稳定性高，荧光量子产率大且可修饰的优点。在母体上引入蒽基团作为与¹O₂反应的活性中心，并创新性的以炔基连接两个官能团，这样与¹O₂的反应前后探针分子共轭体系会发生很大变化，以实现探针分子吸收和荧光性质的协同改变，但又不会引起光敏化反应。所述的荧光探针的通式为：