[发明专利]一种亚甲基紫衍生物荧光探针及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种亚甲基紫衍生物荧光探针及其合成方法和应用。该荧光探针在亚甲基紫的阳离子主体结构的基础上通过哌嗪与NBD基团连接。制备为：亚甲基紫3RAX直接与哌嗪反应，或先与X‑R₅‑X反应后再与哌嗪反应，最后在哌嗪基团上引入NBD基团即得目标荧光探针；或通过4‑氟硝基苯、哌嗪和苯胺反应得到亚甲基紫的阳离子主体结构，最后在哌嗪基团上引入NBD基团即得目标荧光探针。该荧光探针水溶性好，可用于硫离子检测，检测灵敏度高，检出限低，此外还可以作为肿瘤的光动力治疗探针，快速释放单线态氧，进行肿瘤的光动力治疗；合成简单，条件温和，成本低。

技术领域

本发明涉及荧光传感材料技术领域，具体涉及一种亚甲基紫衍生物荧光探针及其合成方法和应用。

背景技术

硫离子存在于某些工业废水和生活污水中，质子化会产生剧毒的硫化氢，是一种公认的环境污染物；生物体内硫离子质子化形成硫化氢气体。随着对S^2-研究的深入，发现低浓度质子化的硫离子是第三种重要内发挥生理作用的內源性气体信号分子，和很多疾病密切相关，该气体分子在心血管和神经系统担负着着重要的生理病理调节作用。研究表明，硫化氢的水平与多种疾病相关，包括阿尔茨海默症，唐氏综合症，糖尿病和肝硬化等。硫离子浓度一旦不能维持正常的生理浓度水平，也会影响硫化氢在生理上的水平。因此发展高选择性，高灵敏度的环境和生物体内硫离子的快速检测方法是有极其重要的意义。荧光探针作为检测与示踪待测物的重要工具，由于其荧光性质会随着所处环境的改变而灵敏改变，因此容易获得高灵敏度结果，且反应时间短、操作简单，因此已经被广泛应用于环境监测、有毒有害物质分析、生物化学检测、光电装置、示踪基因治疗、药物输送、肿瘤成像与细胞成像等领域。荧光探针可以通过荧光强度的变化直观体现离子的存在。但是目前有关识别硫离子的荧光探针的水溶性比较差，给检测废水与生物体中硫离子带来难度。

光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)，是通过光动力学反应选择性破坏病变组织的非侵入式的全新技术，在近几十年的研究中引起了很多关注。PDT治疗的主要机理是利用可以转换三重氧的高效光敏剂(³O₂)在特定光照条件下，转化生成单线态氧(¹O₂)或者活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)，继而杀死肿瘤细胞。从1991年，随着第一个光敏剂Porfimer Sodium被加拿大政府批准用于光动力疗法的临床治疗以来，经过国内外科研工作者和临床医生的不断探索与努力，光动力治疗的研究、开发、应用迅速活跃起来。但是治疗效果相当局部且需要非常高的选择性，在没有定位基团的状况下，不能直接作用靶组织，对周围组织有危害作用。

发明内容

本发明目的在于提供一种亚甲基紫衍生物荧光探针及其合成方法和应用。该荧光探针水溶性好，可用于硫离子检测，检测灵敏度高，检出限低，此外还可以作为肿瘤的光动力治疗探针，快速释放单线态氧，进行肿瘤的光动力治疗；合成简单，条件温和，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种亚甲基紫衍生物荧光探针，其分子结构通式如(1)所示：

其中：

R₁＝R₃R₄或R₄；

R₂＝-NH₂或-N(CH₂CH3)₂；

R₃＝-NHCOCH₂-,-HN(CH₂-O)n₁-,-HN(CH₂-NH)n₂-,-HN(CH₂)n₃-或