[发明专利]一种基于四苯乙烯的锌离子荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种基于四苯乙烯的锌离子荧光探针及其制备方法与应用。本发明基于光诱导电子转移（PET）机理，设计合成了以四苯乙烯（TPE）为荧光团的一种新型TPE‑3N荧光探针。TPE‑3N在常见的金属离子中对Zn²⁺具有良好的选择性。TPE‑3N对pH不敏感，可以在相当宽的范围内识别Zn²⁺。细胞毒性测试结果表明，细胞的成活率在85%以上，表明该分子具有生物低毒性，可应用细胞中检测锌离子，TPE‑3N能够很好的进入细胞中，并且加入锌离子后荧光增强且在细胞中的成像效果较好。该分子作为一种优良的AIE荧光探针，有望用于生物体中实现对体内游离的锌离子检测。

技术领域

本发明涉及一种基于四苯乙烯的锌离子荧光探针及其制备，本发明同时涉及该锌离子荧光探针在识别锌离子和细胞显影中的应用，属于分析检测和生物成像领域。

背景技术

近些年来，随着现代科学技术的大力发展，荧光识别方法由于灵敏度高，选择性好，操作简便，成本低，分辨高和可实现活体内快速原位在线检测等被广泛研究。荧光探针在受到分析物或者微环境的影响时会直接引起其荧光性质的发生变化，进而让科学家获得环境中的某一特性或者存在的某种识别物质的特殊信号，是一种联系微观环境和宏观世界的有力的工具手段。现在荧光分子探针的已经应用到环境监测，离子和小分子检测，生物成像，医学诊疗等重要领域。

锌是在人体中富集第二的过渡金属元素，相关研究表明锌参与并主动调控很多的生理和化学过程。同时，锌离子还与很多生物的病理变化过程密切地相关，如急性癫痫、缺血性中风和阿尔兹海默症等。近年来，分析和检测细胞血液中的锌离子成为了研究的热点。但存在细胞中的锌离子由于不能表现出任何波谱或磁信号普通的光谱分析方法都不能用于检测该金属离子。而荧光探针体系，可以在一个比较宽的浓度范围内对其实现定量检测，这对进一步了解锌离子在生物体系内的作用具有重要意义。

近年来，吡啶类衍生物作为荧光分子探针中的识别基团得到了广泛关注，特别是二（2-吡啶甲基）氨（DPA）被经常用于对锌离子识别的荧光探针中，对锌离子有较好的选择性。在过去的几十年间，锌离子探针的研究引起了很多研究者的关注，同时也开发出了很多锌离子探针。然而，目前生物体内优良成像的锌离子探针的还相对较少。常规有机发光体在稀溶液中具有较高的荧光性，但在分子聚集时通常会减弱或被淬灭，这在很大程度上限制了其应用。随着AIE现象机理的逐渐揭示，越来越多的具有 AIE特性的化合物被合成，由于AIE 分子拥有高固态发光效率，广泛的应用于分析检测和生物成像领域。近期唐本忠院士课题组合成了含三联吡啶的四苯基乙烯（TPE）），该分子在溶液状态下发光较弱，但在不良溶剂下的固态的薄膜中的高效发光，表现出聚集诱导发射（AIE）现象（Hong Y N, Wang ZK, Tang B Z. Fluorogenic Zn(II) and Chromogenic Fe(II) Sensors Based onTerpyridine-Substituted Tetraphenylethenes with Aggregation-Induced EmissionCharacteristics[J]. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2011, 3(9): 3411-3418）。当与不同的金属离子时作用时，对锌离子有独特的响应特性，加 Zn²⁺后有效地将发射颜色改变为黄色，这证明了三联吡啶的四苯基乙烯（TPE）对锌离子具有独特的识别特性。目前基于AIE分子锌离子探针的应用相关文献的报道较少，因此对新型 AIE 离子探针研究与应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于四苯乙烯的锌离子荧光探针及其制备；

本发明的另一个目的是提供该锌离子荧光探针在识别锌离子和细胞显影中的应用。

一、基于四苯乙烯的锌离子荧光探针及其制备

本发明基于四苯乙烯的锌离子荧光探针，其分子式为 C₆₆H₇₄N₆O₂，结构式如下：