[发明专利]一种羧基修饰的近红外方酸染料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种羧基修饰的近红外方酸染料及其制备方法与应用，其是以羧基修饰的2‑甲基苯并噻唑衍生物和二氰乙烯基方酸衍生物为原料制得。该近红外方酸染料具有较好的稳定性及优异的光学性能，尤其是羧酸基团可增强染料的水溶性。将该近红外方酸染料用于平行、混合型G‑四联体的检测时，G‑四联体可与染料分子相互作用，在不引起G‑四联体拓扑结构改变的同时，染料吸收光谱和荧光发射光谱发生改变，从而可作为平行、混合型G‑四联体检测的荧光探针。

技术领域

本发明属于分析化学领域，具体涉及一种羧基修饰的近红外方酸染料制备方法与其在平行、混合型G-四联体的荧光检测上的应用。

背景技术

G-四联体是由富含鸟嘌呤的核酸序列形成的一种非典型结构。G-四联体在体内发挥着重要作用，如端粒维持、转录和DNA复制。G-四分体是在阳离子存在时形成的四个鸟嘌呤碱基平面，其进一步堆积成四链体螺旋结构G-四联体。一般来说，金属阳离子，如钾和钠，通过在G-四分体中的协调来稳定G-四联体。G-四联体可以根据不同的拓扑结构分为三类：平行、反平行、混合型G-四联体。平行G-四联体即四条链都相互平行；混合型G-四联体指三条链平行，一条链反平行；反平行G-四联体指两条链平行而另外两条链与之反平行的结构。

到目前为止，已经有多种分析技术被报道用于检测G-四联体，例如x射线晶体学，核磁共振波谱学和圆二色谱学(CD)等。荧光探针也是检测G-四联体常用的方法之一，因其选择性好、灵敏度高、使用方便、成本低以及最重要的是对于G-四联体的折叠不会有影响等优点逐渐成为探究G-四联体的重要工具之一。

方酸染料是由方酸或其酯与含富电子基团物质，如芳胺、酚类或含氮杂环化合物，发生缩合反应生成的于近红外区有强烈吸收的1,3-二取代衍生物。该类化合物的显著特征是在可见光至近红外区有狭窄而强的吸收带和较好的光稳定性。相对于其它有机染料而言，方酸染料由于其优异的荧光发射性能、良好的光学稳定性及易修饰等特点，拥有更广的应用前景。

本发明通过对方酸染料的结构进行优化，合成了羧基修饰的方酸染料，增强了其水溶性，并实现了其在平行、混合型G-四联体荧光检测中的应用，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种羧基修饰的近红外方酸染料制备方法与其在平行、混合型G-四联体荧光检测中的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种羧基修饰的近红外方酸染料，其结构式如下：

所述羧基修饰的近红外方酸染料的制备方法包括以下步骤：

1）将羧基修饰的2-甲基苯并噻唑衍生物和二氰乙烯基方酸衍生物按摩尔比2:1的比例混合，溶于溶剂，氮气保护下回流反应；

（2）冷却至室温，减压除去溶剂，得粗产品；

（3）经硅胶柱层析纯化，得到所述的羧基修饰的近红外方酸染料；

其中，步骤（1）中所用溶剂为正丁醇：甲苯：喹啉按体积比5: 5: 1组成的混合溶液，所述回流的温度为110℃，时间为15小时；

步骤（3）所述硅胶柱层析采用体积比为10: 1的二氯甲烷和甲醇的混合溶液作为洗脱剂。

进一步地，所述羧基修饰的2-甲基苯并噻唑衍生物的合成方法包括如下步骤：

（1）将6-溴己酸与2-甲基苯并噻唑混合，加热反应；

（2）冷却至50℃，加入5 mL乙酸乙酯，再加入25 mL丙酮溶液，搅拌至粘稠物质全部溶解；

（3）冷却至室温，析出白色固体，抽滤，用甲醇多次洗涤，得到白色粉末，为所述羧基修饰的2-甲基苯并噻唑衍生物；