CN113135969B - 一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针及其制备方法和应用 - Google Patents

一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于荧光探针技术领域，公开了一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针，其结构式为：
Figure DDA0003035804330000011
制备方法为将壳聚糖和邻苯二甲酸酐在DMF中反应得化合物1，化合物1分散到N‑甲基‑2‑吡咯烷酮溶剂中，在避光、冰浴条件下加入NBS和三苯基膦，N2下反应得化合物2，化合物2分散到N‑甲基‑2‑吡咯烷酮溶剂中，加入NaN3，N2下反应得化合物3，化合物3和2‑乙炔基‑N‑(2‑吗啉乙基)‑2,3‑二氢‑1H‑苯并[de]异喹啉‑6‑胺在DMSO中分散，加入抗坏血酸钠和硫酸铜，N2保护下反应得以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针。该荧光探针在pH4‑7之间展现出良好的变化趋势，灵敏度高，生物相容性好，毒性低，便于检测识别，且制备方法简单、产率高、成本低廉，适于大规模推广。

Description

一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针及其制备方法 和应用
技术领域
本发明属于荧光探针技术领域，具体涉及一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针及其制备方法和应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
生物体内H+的浓度作为pH大小的指标，其大小在生物体内环境中起到了至关重要的作用，比如说在细胞生长、凋亡、自噬等一系列细胞生理活动中都有H+的调节作用。pH值作为细胞内新陈代谢的重要参数之一，在维持细胞生长、增殖、凋亡及信号传导等正常生理过程中起着关键性作用。在真核细胞内，各个细胞器之间的pH值也存在差异，比如说溶酶体和细胞核内的pH在4.0-6.0之间，而在线粒体中pH在8.0左右。pH值的检测方法主要有比色分析法、电化学法和其他方法。
近年来，作为卓越的检测技术，荧光探针因为它的高选择性、高敏感性及实时成像性，已经越来越引起人们的高度关注，被广泛应用于各种物质的检测。通常情况下，荧光探针检测物质是依靠于荧光强度的增加或消减，因此探针的浓度、仪器的效率、环境等因素都会影响信号的输出。相比之下，比率型荧光探针以两个荧光信号的比值为输出信号，利用两个不同波长处荧光强度的变化，可以很好地消除这些因素。但是应用在生命领域，目前检测pH的荧光探针检测范围较低，已经报导过的探针大都是在弱酸环境下具有较好的线性关系，而对于很多强酸性环境，如胃酸、核酶等的检测，灵敏度则不能满足要求，因此，存在不能适用的缺陷。而且这些荧光探针在生物体检测中受到的背景干扰较大，大大限制了它们的应用。因此，开发应用范围更大的比率型荧光探针检测pH是非常重要的。
活细胞的动态pH值变化可以在荧光显微镜下原位实时显示。为了实现细胞内pH荧光成像，人们构建了多种荧光探针，它们具有不同的响应位点和荧光机制。但现有的检测pH的荧光探针生物相容性和生物降解性差，而且存在毒性高、水溶性差的缺点，不能针对特定的作用位点发挥作用，容易受生命体代谢的影响，细胞的通透性和保留作用差，在应用到生命体或生物体体系内时存在很大的局限性。
发明内容
针对现有技术中检测pH的荧光探针在生物体内代谢速度快、检测灵敏度低、背景干扰大，且生物相容性差的缺点，本发明公开了一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针及其制备方法和应用，该荧光探针在pH4-7之间展现出良好的变化趋势，灵敏度高，生物相容性好，毒性低，便于检测识别，且制备方法简单、产率高、成本低廉，适于大规模推广。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针，所述双光子荧光探针的结构式组成CH-NA如下：
Figure GDA0003712817300000031
其中，n为大于零的自然数。
本发明所述的该荧光探针基于PET机理实现对pH的检测。当荧光探针未与H+结合时，及溶液pH呈中性时该荧光探针中吗啉环能够将其处于最高能级的电子转入到激发态下荧光基团的空的电子轨道，从而导致荧光猝灭；当吗啉环与H+结合后，降低了吗啉环的给电子能力，抑制了PET过程，荧光基团中被光激发的电子可以直接跃迁回原基态轨道，从而增强了荧光基团的荧光发射。具体表现为荧光探针在中性条件下的荧光很弱，加至水或有机溶剂后所得溶液为淡黄色，当随着溶液酸性强度的增大，溶液的颜色逐渐消退并变成蓝绿色，并且显示出荧光增强。因此，以荧光增强、颜色发生明显改变的方式检测pH。该荧光探针能够检测pH4-7范围，在pH＝7时候，在550处有微弱荧光，当随着溶液的酸性增强，该探针溶液颜色加深，并且在550处显示出强烈荧光。
本发明的第二个方面，还提供了一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，包括：
将壳聚糖和邻苯二甲酸酐在有机溶剂中反应得化合物1；
将化合物1分散到有机溶剂中，在避光、冰浴、惰性气体保护下，与NBS和三苯基膦反应，得到化合物2；
将化合物2分散到有机溶剂中，惰性气体保护下，与NaN3反应，得化合物3；
将化合物3和2-丙炔基-N-(2-吗啉乙基)-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-胺都分散在有机溶剂中，再加入抗坏血酸钠和硫酸铜，惰性气体保护下反应得以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针。
壳聚糖作为生物质材料，在生物体内表现出极好的生物相容性，已经作为口服药物的载体被广泛应用，有研究表明壳聚糖及其衍生物具有较长的血液循环时间并且有能力在酸性环境中保持一个较高的稳定性。因此，本发明以壳聚糖为原料，研发了一种生物相容性好，毒性低，细胞通透性好、且适用pH范围广的荧光探针，对于比率型荧光探针检测pH的研究具有重要意义。
本发明的第三个方面，还提供了任一上述的双光子荧光探针在检测水体系、有机溶剂体系或生物体体系中的pH的应用。
由于本发明的双光子荧光探针具有高选择性、高灵敏度，高生物相容性、低毒性、低生物降解性等特性。因此，有望在检测水体系、有机溶剂体系或生物体体系中的pH中得到广泛的应用。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明以壳聚糖为骨架构建的荧光探针，检测pH的荧光探针对pH检测灵敏度高，而且现象明显，便于识别，且对生物体的检测具有高选择性，双光子荧光探针能够有效的消除背景影响，还具有高生物相容性、低毒性、低生物降解性等优异特性。
(2)本发明以壳聚糖为骨架构建的荧光探针不仅可以提高染料的水溶性和针对位点的有效性，还能够保护其不受到肾脏和肝脏快速代谢的影响，具有的增强通透性和保留作用，促进荧光探针在作用位点的积累。
(3)本发明荧光探针制备方法简单，制备的产品产率高，适合大规模推广应用。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为实施例1制备的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针CH-NA的红外光谱图；
图2为实施例2中不同pH条件下荧光探针在300-800nm范围内的紫外吸收光谱图；
图3为实施例2中不同pH条件下荧光探针在550nm处的荧光光谱图；
图4为实施例2中不同pH条件下荧光探针在550nm处的荧光强度变化图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
术语解释
本发明中，NBS是指：N-溴代琥珀酰亚胺；
本发明中，DMF是指：N,N-二甲基甲酰胺。
本发明中，DMSO是指：二甲基亚砜。
一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针，所述的荧光探针的结构式CH-NA如下所示：
Figure GDA0003712817300000061
本发明中，所述的荧光探针的制备方法包括以下步骤：
(1)壳聚糖(聚合度为2-20，粘度为5-20MPa·s,下同)和邻苯二甲酸酐在DMF溶剂中反应，反应结束后冷却至室温，冰水中析出固体，洗涤干燥，得化合物1；
(2)将化合物1分散到N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，在避光、冰浴条件下加入NBS和三苯基膦，N2保护下加热反应，反应结束后冷却至室温，乙醇中沉淀，过滤、提纯得化合物2；
(3)将化合物2分散到N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，加入NaN3，N2保护下加热反应，反应结束后冷却至室温，在乙醇中沉淀出固体，洗涤、提纯得化合物3；
(4)将化合物3和2-丙炔基-N-(2-吗啉乙基)-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-胺在DMSO中分散，加入抗坏血酸钠和硫酸铜，N2保护下加热反应，反应结束后冷却至室温，在乙醇中沉淀出固体，洗涤、提纯得CH-NA；
以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针合成路线如下：
Figure GDA0003712817300000071
进一步地，步骤(1)中壳聚糖单体和邻苯二甲酸酐的摩尔比为1：3；步骤(2)中化合物1和NBS、三苯基膦的摩尔比是1：10：10；步骤(3)中化合物2和NaN3的摩尔比是1：10；步骤(4)中化合物3和2-丙炔基-N-(2-吗啉乙基)-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-胺的摩尔比是1：1.1。
进一步地，步骤(1)所述的反应条件为120℃下8h；步骤(2)所述的反应条件为80℃下3h；步骤(3)所述的反应条件为80℃下4h；步骤(4)所述的反应条件为35℃下24h。
进一步地，步骤(1)所述的提纯方法为：分别用乙醇和蒸馏水洗涤固体3次；步骤(2)所述的提纯方法为：在索氏提取器中分别用乙醇和丙酮回流24h；步骤(3)所述的提纯方法为：用乙醇和蒸馏水洗涤三次，然后在蒸馏水中透析24h，最后在索氏提取器中分别用乙醇和丙酮回流24h；步骤(4)所述的提纯方法为：分别用乙醇和蒸馏水洗涤三次，然后在蒸馏水中透析24h，最后在索氏提取器中分别用乙醇和丙酮回流24h。
本发明中，所述的检测pH的比率型荧光探针用于检测水体系、有机溶剂体系或生物体体系中的pH；所述的生物体体系包括胃酸、核酶、线粒体和溶酶体。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
(1)将1.2g壳聚糖和3.33g邻苯二甲酸酐加入到50mlDMF中，换气，N2保护，120℃反应8h，反应结束后冷却至室温，倒入200ml冰水析出固体，过滤，过滤后的固体分别用乙醇和蒸馏水洗涤3次，冷冻干燥，得化合物1，产量为1.8g，产率为77.9％；
(2)将1.6g化合物1分散到50mlN-甲基-2-吡咯烷酮中，在避光、冰浴条件下加入8.9gNBS和13.1g三苯基膦，N2保护，80℃反应3h，反应结束后冷却至室温，200ml乙醇中沉淀，过滤，固体用索氏提取器分别在乙醇和丙酮中分别回流24h，冷冻干燥，得化合物2，产量为1.4g，产率为70％；
(3)将0.76g化合物2分散到30mlN-甲基-2-吡咯烷酮，加入1.3gNaN3，N2保护下，80℃反应4h，反应结束后冷却至室温，在60ml乙醇中沉淀出固体，所得固体分别用乙醇和蒸馏水洗涤3次，去离子水透析12h，再用索氏提取器在乙醇中回流48h，冷却干燥，得化合物3，产量为0.5g，产率为62.5％；
(4)将0.15g化合物3和0.1g2-丙炔基-N-(2-吗啉乙基)-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-胺在18mlDMSO中分散，加入8mg抗坏血酸钠，2mg硫酸铜在水中溶解后所得溶液加入到反应体系中，N2保护，35℃反应24h，反应结束后冷却至室温，在50ml乙醇中沉淀出固体，所得固体分别用乙醇和蒸馏水洗涤3次，去离子水透析12h，再用索氏提取器分别在乙醇在丙酮中回流12h，冷却干燥，得CH-NA，反应式如下所示，得到的CH-NA的红外光谱图如图1所示:仲胺υNH：在3371cm-1有一个吸收带；亚甲基υ:在2935cm-1和2840cm-1有两个吸收带；萘酰亚胺υC＝O:在1775cm-1有一个吸收带；C-N苯甲酰亚胺υC＝O:在1711cm-1有一个吸收带；苯环质子υ＝CH：在1641cm-1、1576cm-1、1538cm-1有三个吸收带；酰胺υC-N：在1387cm-1有一个吸收带。
Figure GDA0003712817300000091
实施例2
(1)以实施例1制备的壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针与H+的滴定实验。
使用PBS溶液、10％盐酸溶液、10％氢氧化钠溶液配制不同梯度的pH溶液，溶液的pH梯度分别是3、3.5、4、5、6、7、8、9，加入初始浓度为1mg/ml的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针，使溶液中荧光探针的浓度为10μg/ml，静置0.5h使其充分反应，用紫外分光光度计测试300-800nm范围内的紫外吸收光谱图，结果如图2所示，吸收波长分别在440nm，为荧光光谱滴定实验提供前期实验基础。
(2)荧光探针与H+滴定实验
使用PBS溶液、10％盐酸溶液、10％氢氧化钠溶液配制不同梯度的pH溶液，使，溶液的pH梯度分别是3、3.5、4、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9，加入初始浓度为1mg/ml的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针，溶液中荧光探针的浓度为10μg/ml，静置0.5h使其充分反应，使不同梯度的pH溶液与荧光探针充分反应。用荧光光谱仪测试不同pH条件下的荧光光谱，荧光光谱的激发波长为420nm，发射波长为550nm，检测波长为550nm，结果如图3所示，由图3可知，随着pH的增大，550nm处荧光强度逐渐减弱。
以pH为横坐标，550nm处荧光强度为纵坐标绘制工作曲线，pH在4～7范围内荧光强度变化明显，如图4所示。由于双光子荧光染料的应用，在荧光强度变化明显的前提下，能够有效的消除生物监测中产生的背景影响。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针，其特征在于，所述双光子荧光探针的结构式组成CH-NA如下：
Figure FDA0003712817290000011
其中，n为大于零的自然数。
2.如权利要求1所述的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，包括：
将壳聚糖和邻苯二甲酸酐在有机溶剂中反应得化合物1；
将化合物1分散到有机溶剂中，在避光、冰浴、惰性气体保护下，与NBS和三苯基膦反应，得到化合物2；
将化合物2分散到有机溶剂中，惰性气体保护下，与NaN3反应，得化合物3；
将化合物3和2-丙炔基-N-(2-吗啉乙基)-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-胺都分散在有机溶剂中，再加入抗坏血酸钠和硫酸铜，惰性气体保护下反应得以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针。
3.如权利要求2所述的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖单体和邻苯二甲酸酐的摩尔比为1～2：3～6。
4.如权利要求2所述的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，壳聚糖单体和邻苯二甲酸酐的反应条件为120～130℃下8～12h。
5.如权利要求2所述的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述化合物1和NBS、三苯基膦的摩尔比是1：10～12：10～12。
6.如权利要求2所述的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，化合物1和NBS、三苯基膦的反应条件为80～90℃下3～5h。
7.如权利要求2所述的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述化合物2和NaN3的摩尔比是1：10～12。
8.如权利要求2所述的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述化合物2和NaN3的反应条件为80～90℃下4～6h。
9.如权利要求2所述的以壳聚糖为骨架检测pH的双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，还包括：对化合物1、化合物2、化合物3进行提纯。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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