[发明专利]一种用于特异性检测肼的近红外荧光化合物及制备方法

说明书

本发明公开一种新型特异性识别肼的近红外荧光化合物，(E)‑2‑(2‑(3‑(二氰基亚甲基)‑5,5‑二甲基环己‑1‑烯‑1‑基)乙烯基)‑5‑(二乙氨基)苯基4‑溴丁酸，其可以特异性检测生物体内的肼；该近红外荧光化合物制备过程简单，原料易得，成本低廉，结构稳定，并且具有较好的细胞膜通透性以及较低的细胞毒性，可进入活细胞和动物组织中并与外源肼发生反应，产生可肉眼分辨的强烈红色荧光；通过紫外吸收和荧光分光光度法分析得出该近红外荧光化合物可以在各种干扰物下对肼有着优越的选择性，对常见生物分子有着很强的抗干扰能力；不仅可对外源性肼选择性识别，而且能在各种活细胞的生长环境下高灵敏度的定量检测肼，并成功应用于活细胞及斑马鱼成像中。

技术领域

本发明属于有机小分子荧光探针技术领域，具体涉及以(E)-2-(3-(4-(二乙氨基)-2-羟基苯乙烯基)-5,5-二甲基环己-2-烯-1-基)丙二腈为荧光母体的特异性检测环境污染物肼的荧光化学化合物及其应用。

背景技术

环境中的无机污染物来源广泛，类型复杂，其中大多数会进入人体。当这些污染物的在环境中的浓度超过安全阈值时，可能会对环境和人类健康构成威胁。肼(N₂H₄)是一种具有一定还原性的重要无机化合物，已广泛应用于农药生产，航空航天，化工等领域。不仅如此，肼也是一种易挥发且可能致癌的环境污染物。由于其广泛的应用和较好的水溶性，肼在环境中会产生一定程度的污染，能够对人体产生毒害作用。因此，迫切需要建立一种可靠、准确和高效的分析方法来检测环境中的肼。

目前已有很多检测肼的方法，例如高效液相色谱(HPLC)，气相色谱(GC)，电化学分析(EA)和毛细管电泳(CE)等。但是，这些方法存在耗时且操作复杂的缺点。相比之下，荧光探针由于其高特异性，灵敏性和易操作性而吸引了许多研究人员的兴趣。荧光分子探针可与待测分析物反应；因此，微观反应事件可以通过荧光信号可视化。因此，这些特性赋予了荧光探针优异的性能，可用于环境监测、生命科学和疾病诊断。

迄今为止，已经报道了许多用于检测肼的化学传感器。由于肼的亲核性，在检测肼的过程中使用了多种机制，例如Gabriel反应，与醛的加成反应和酯水解反应。其中，肼解反应的应用可以提高检测肼的响应率。典型能够发生肼解反应是以4-溴丁酰基作为识别基团的化学传感器，其主要是以修饰荧光基团上的羟基而形成的，因此，将羟基引入荧光探针母体结构中是较好的思路。

综上，选择(E)-2-(3-(4-(二乙氨基)-2-羟基苯乙烯基)-5,5-二甲基环己-2-烯-1-基)丙二腈作为荧光母体结构，并利用4-溴丁酰基母体结构中的羟基进行修饰，猝灭自身的荧光，提高其灵敏度，有望开发出能够特异性识别肼并可应用于细胞和活体组织成像的新型近红外荧光化合物。

发明内容

本发明第一个目的是开发出一种可选择性检测环境污染物肼的近红外荧光化合物，该近红外荧光化合物可在其他分析物干扰下区分肼的存在。

本发明第二个目的是提供一种可特异性检测环境污染物肼的近红外荧光化合物的制备方法。

本发明第三个目的是提供一种可应用于溶液、生物组织及细胞中外源性肼检测的方法。

一种特异性检测肼的近红外荧光化合物为(E)-2-(2-(3-(二氰基亚甲基)-5,5-二甲基环己-1-烯-1-基)乙烯基)-5-(二乙氨基)苯基4-溴丁酸，其分子式为C₂₇H₃₂BrN₃O₂，化学结构式如式(I)所示：

一种特异性检测肼的近红外荧光化合物的制备操作步骤如下：

(1)在氮气保护下，将1.0g(E)-2-(3-(4-(二乙氨基)-2-羟基苯乙烯基)-5,5-二甲基环己-2-烯-1-基)丙二腈(DHDM)、1.0mL三乙胺和50mL无水二氯甲烷混合，冰浴降温至0℃；