CN113943277B - 一种近红外荧光探针及其制备方法与应用 - Google Patents
一种近红外荧光探针及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113943277B CN113943277B CN202111336200.0A CN202111336200A CN113943277B CN 113943277 B CN113943277 B CN 113943277B CN 202111336200 A CN202111336200 A CN 202111336200A CN 113943277 B CN113943277 B CN 113943277B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- near infrared
- infrared fluorescent
- fluorescent probe
- compound
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HTSGKJQDMSTCGS-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(4-chlorophenyl)-2-(4-methylphenyl)sulfonylbutane-1,4-dione Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)C(C(=O)C=1C=CC(Cl)=CC=1)CC(=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 HTSGKJQDMSTCGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 8
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 4-Dimethylaminopyridine Chemical compound CN(C)C1=CC=NC=C1 VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000007530 organic bases Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 claims description 3
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 claims description 2
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 claims description 2
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 10
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 abstract description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 abstract description 8
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 abstract description 8
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 abstract description 8
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 abstract description 8
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 abstract description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 229940006460 bromide ion Drugs 0.000 abstract description 4
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical compound [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 229940006461 iodide ion Drugs 0.000 abstract description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 29
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 17
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 5
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 2
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012449 Kunming mouse Methods 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- JNGZXGGOCLZBFB-IVCQMTBJSA-N compound E Chemical compound N([C@@H](C)C(=O)N[C@@H]1C(N(C)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=N1)=O)C(=O)CC1=CC(F)=CC(F)=C1 JNGZXGGOCLZBFB-IVCQMTBJSA-N 0.000 description 2
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N deuterated chloroform Substances [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N protoneodioscin Natural products O(C[C@@H](CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@]5(C)C(=CC4)C[C@@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@H](CO)O4)CC5)CC3)C[C@@H]2O1)C)[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000012437 Copper-Transporting ATPases Human genes 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 208000002972 Hepatolenticular Degeneration Diseases 0.000 description 1
- 108010019160 Pancreatin Proteins 0.000 description 1
- 208000018839 Wilson disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001391 atomic fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000003926 complexometric titration Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000001729 effect on metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 1
- 238000012921 fluorescence analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012632 fluorescent imaging Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 229940055695 pancreatin Drugs 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
- C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
- C07D405/06—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings linked by a carbon chain containing only aliphatic carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6432—Quenching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种近红外荧光探针及其制备方法与应用。所述近红外荧光探针具有如下式所示的结构：其中，R1选自氢、甲基、羧基、磺酸基、羟基、卤素、氨基、硝基、羧基中的任一者；R2选自氢、甲基、羧基、磺酸基、羟基、卤素、氨基、硝基、羧基中的任一者；X‑选自碘离子、溴离子、氯离子中的任一者；n选自1～20的整数。本发明提供的近红外荧光探针具有结构新颖、Cu2+选择性高、响应时间短和成像性能好等优点，同时具有强烈的近红外荧光信号，可高灵敏、高选择性的与Cu2+相互作用生成荧光淬灭的复合物，实现Cu2+的检测。
Description
技术领域
本发明属于荧光探针检测技术领域，涉及一种近红外荧光探针及其制备方法与应用，尤其涉及一种用于检测生物体内铜离子的近红外荧光探针及其制备方法与应用。
背景技术
铜离子(Cu2+)是动植物必须的微量元素，也是人体中第三丰富的过渡金属离子，对生命体的新陈代谢具有重要的调节作用。Cu2+在人体的氧自由基解毒、信号转导、凝血等多种基本生理过程中发挥重要作用。然而，Cu2+在体内过量积累也会导致严重的后果，如细胞损伤、Menke综合征、肝豆状核变性病(Wilson病)、癌症、心血管疾病、阿尔茨海默病等，严重的Cu2+体内蓄积甚至可以导致死亡。鉴于铜对人类健康的重要意义，开发对Cu2+的选择性、敏感性监测方法具有重要意义。
与传统的原子荧光光谱法、电化学法、电感耦合法、原子吸收光谱法、络合滴定法等相比，荧光分析方法用于检测细胞和生物体内Cu2+时具有实时、无创、便捷等优势。荧光成像检测技术可将生物样品或医学样品中铜离子转换为荧光光谱信号进行识别和检测，在Cu2+的高效、高灵敏检测方面具有广阔的应用前景。设计合成新型的选择性好、灵敏度高的铜离子探针一直是研究热点。近年来，已开发了大量的用于铜离子检测的荧光探针。然而，目前开发的用于Cu2+检测的探针大部分处于短波长区(＜700nm)，很难穿透活体组织，且样品中干扰物的自发荧光对Cu2+的检测也产生了严重的干扰。此外，其他一些Cu2+荧光探针也因响应慢、选择性差等因素限制了广泛的应用。因此，设计合成具有近红外荧光信号的高选择性、短时间响应性的Cu2+荧光探针在细胞和生物体内Cu2+检测应用中具有重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种近红外荧光探针及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种近红外荧光探针，所述近红外荧光探针具有如式(I)所示的结构：
其中，R1选自氢、甲基、羧基、磺酸基、羟基、卤素、氨基、硝基、羧基中的任一者；R2选自氢、甲基、羧基、磺酸基、羟基、卤素、氨基、硝基、羧基中的任一者；X-选自碘离子、溴离子、氯离子中的任一者；n选自1～20的整数。
本发明实施例还提供了前述的近红外荧光探针的制备方法，其包括：使包含化合物I、化合物II、碱性物质和有机溶剂的混合反应体系发生反应，制得近红外荧光探针。
在一些较为具体的实施方案中，所述化合物I具有如式(II)所示的结构：
其中，R1选自氢、甲基、羧基、磺酸基、羟基、卤素、氨基、硝基、羧基中的任一者；R2选自氢、甲基、羧基、磺酸基、羟基、卤素、氨基、硝基、羧基中的任一者。
在一些较为具体的实施方案中，所述化合物II具有如式(III)所示的结构：
其中，X-选自碘离子、溴离子、氯离子中的任一者；n选自1～20的整数。
本发明实施例还提供了前述的近红外荧光探针于铜离子检测分析中的用途。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的近红外荧光探针具有结构新颖、Cu2+选择性高、响应时间短和成像性能好等优点，可生物样品中Cu2+的荧光成像分析；
(2)本发明提供的近红外荧光探针的制备方法工艺简单有效，可以快速、高效地制得近红外荧光探针；
(3)本发明提供的近红外荧光探针具有良好的成像性能，强烈的近红外荧光信号，可高灵敏、高选择性的与Cu2+相互作用生成荧光淬灭的复合物，对于生物样品中Cu2+的检测方面具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制备的近红外荧光探针A的核磁共振氢谱图；
图2是本发明实施例1制备的近红外荧光探针A的核磁共振碳谱图；
图3是本发明实施例1制备的近红外荧光探针A的高分辨质谱图；
图4是本发明实施例2中近红外荧光探针A在HeLa细胞中对Cu2+的成像图；
图5是本发明实施例3中近红外荧光探针A在昆明小鼠体内对Cu2+的成像图。
具体实施方式
鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体的，作为本发明技术方案的一个方面，其所涉及的一种近红外荧光探针具有如式(I)所示的结构：
其中，R1选自氢、甲基、羧基、磺酸基、羟基、卤素、氨基、硝基、羧基中的任一者；R2选自氢、甲基、羧基、磺酸基、羟基、卤素、氨基、硝基、羧基中的任一者；X-选自碘离子、溴离子、氯离子中的任一者；n选自1～20的整数。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述的近红外荧光探针的制备方法，其包括：使包含化合物I、化合物II碱性物质和有机溶剂的混合反应体系发生反应，制得近红外荧光探针。
在一些优选实施方案中，所述化合物I具有如式(II)所示的结构：
在一些优选实施方案中，所述化合物II具有如式(III)所示的结构：
在一些优选实施方案中，所述制备方法具体包括：
将化合物I、化合物II与有机溶剂混合，再加入碱性物质形成所述混合反应体系；
以及，将所述混合反应体系于0～120℃反应0.5～20h，再经后处理获得所述近红外荧光探针。
进一步地，所述后处理具体包括：在所述反应完成后，对所获产物进行减压浓缩、柱层析分离处理。
在一些优选实施方案中，所述化合物I与化合物II的摩尔比为1∶0.1～1∶10。
在一些优选实施方案中，所述碱性物质包括有机碱和/或无机碱，且不限于此。
进一步地，所述有机碱包括三乙胺、吡啶、4-二甲胺基吡啶中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步地，所述无机碱包括碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钡中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
在一些优选实施方案中，所述有机溶剂包括四氢呋喃、乙腈、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、甲苯、氯苯、甲醇、乙醇、三氯甲烷中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
在一些优选实施方案中，所述近红外荧光探针发热制备方法具体包括：将化合物I与化合物II混合到有机溶剂中，加入碱，在加热条件下反应0.5-20h后减压浓缩，柱层析分离，制得近红外荧光探针。本发明实施例的另一个方面还提供了前述的近红外荧光探针于铜离子检测分析中的用途。
进一步地，所述用途包括近红外荧光探针于细胞和生物体中铜离子分析或荧光成像中的应用。
本发明中的近红外荧光探针具有强烈的近红外荧光信号，可高灵敏、高选择性的与Cu2+相互作用生成荧光淬灭的复合物，实现Cu2+的检测，利用近红外荧光信号穿透性强、背景干扰小等优势有利于体内Cu2+的成像分析。
下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面所用的实施例中所采用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规的生化试剂公司购买得到。
实施例1
在25mL的圆底烧瓶中，加入化合物B(610mg，1.0mmol)和化合物A(281mg，1.1mmol)，加入干燥的乙腈(10mL)后，再加入碳酸钾(552mg，4.0mmol)。在氮气保护下室温搅拌30分钟后，在60℃下继续反应5h后，加水析出沉淀，过滤、干燥、柱层析分离得到近红外荧光探针A；其中化合物A、化合物B以及近红外荧光探针A反应如下式所示：
本实施例制备的近红外荧光探针A的核磁共振氢谱图如图1所示，核磁共振碳谱图如图2所示，高分辨质谱图如图3所示，1H NMR、13C NMR和高分辨质谱数据如下：1H NMR(400MHz，CD3OD-CDCl3)：δ8.59(s，1H)，8.34(d，J＝13.6Hz，1H)，8.20(s，1H)，7.91(d，J＝7.2Hz，1H)，7.60(s，1H)，7.49-7.54(m，4H)，7.30-7.36(m，2H)，7.14(t，J＝7.6Hz，1H)，7.00(d，J＝8.0Hz，1H)，6.56(s，1H)，5.79(d，J＝13.6Hz，1H)，3.47(s，3H)，2.72-2.75(m，2H)，2.61-2.64(m，2H)，1.90-1.92(m，2H)，1.70(s，6H).13C NMR(400MHz，CD3OD-CDCl3)：6170.7，66.0，163.1，159.2，146.0，143.5，142.1，140.5，138.6，133.3，132.3，128.8，128.8，127.9，127.4，124.3，122.5，120.4，116.1，114.7，109.5，104.5，97.1，30.8，28.7，28.6，24.7，21.3.高分辨质谱理论计算值C34H32N3O3：530.2438[M-I]+；实测值，530.2426[M-I]+。
实施例2：近红外荧光探针的肿瘤细胞中Cu2+成像分析中的应用
本实施例研究了实施例1制备的近红外荧光探针A在HeLa细胞中Cu2+的成像检测应用。首先将HeLa细胞在37℃，21％氧气，5％二氧化碳环境的细胞培养箱中培养24小时(培养基是含10％胎牛血清的DMEM高糖培养基)后，用胰酶消化细胞，将细胞转移到细胞成像皿中，分为实验组和对照组。实验组加入本发明实施例1制备的近红外荧光探针A溶液(5μM)和CuCl2(10μM)；对照组仅加入本发明实施例1制备的近红外荧光探针A溶液(5μM)。将上述两组细胞继续在37℃，5％二氧化碳环境的细胞培养箱中培养2小时后，用PBS缓冲液洗去成像皿里的培养基，用激光扫描共聚焦显微镜进行荧光成像。从图4中可以看出，对照组细胞中出现较强荧光，表明探针能进入细胞；而实验组细胞中未见明显的荧光信号，表明近红外荧光探针A可与细胞中的Cu2+结合而淬灭荧光信号，实现Cu2+在细胞内的成像分析。
实施例3：近红外荧光探针的肿瘤活体荧光成像分析中的应用
本实施例研究了实施例1制备的近红外荧光探针A在昆明种小鼠的体内Cu2+的成像分析。通过给两只小鼠右后肢注射0.1mL浓度为100μM的近红外荧光探针A后，再分别注射0.1mL生理盐水或0.1mL浓度为1mM的CuCl2溶液，记为空白对照组小鼠和给药组小鼠，将上述小鼠培养1h后，使用小动物活体荧光成像仪进行荧光成像，结果如图5所示。图5中1号小鼠为空白对照组小鼠，2号小鼠为给药组小鼠。由图可以看出，给药组小鼠右后肢荧光信号显著低于空白对照组小鼠，这是由于探针和Cu2+相互作用导致近红外荧光信号淬灭，实现Cu2+在动物体内的成像分析。
实施例4
在25mL的圆底烧瓶中，加入化合物B(0.2mmol)和化合物C(1.0mmol)，加入干燥的乙腈(10mL)后，再加入碳酸钡(4.0mmol)。在氮气保护下室温搅拌30分钟后，在35℃下继续反应20小时后，加水析出沉淀，过滤、干燥、柱层析分离得到近红外荧光探针D；其中化合物B、化合物C以及近红外荧光探针D反应如下式所示：
实施例5
在25mL的圆底烧瓶中，加入化合物F(10mmol)和化合物E(1.0mmol)，加入干燥的N，N-二甲基甲酰胺(10mL)后，再加入三乙胺(4.0mmol)。在氮气保护下室温搅拌30分钟后，在120℃下继续反应0.5小时，加水析出沉淀，过滤、干燥、柱层析分离得到近红外荧光探针G；其中化合物E、化合物F以及近红外荧光探针G反应如下式所示：
实施例6
在25mL的圆底烧瓶中，加入化合物H(2mmol)和化合物J(5mmol)，加入干燥的二甲基亚砜(3mL)后，再加入吡啶(4.0mmol)。在氮气保护下室温搅拌30分钟后，在120℃下继续反应4小时，加水析出沉淀，过滤、干燥、柱层析分离得到近红外荧光探针K；其中化合物H、化合物J以及近红外荧光探针K反应如下式所示：
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
应当理解，本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制，凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种近红外荧光探针，其特征在于，所述近红外荧光探针具有如下式所示的结构：
2.如权利要求1所述的近红外荧光探针的制备方法，其特征在于包括：使包含化合物I、化合物II、碱性物质和有机溶剂的混合反应体系发生反应，制得所述近红外荧光探针；
所述化合物I具有如下式所示的结构：
所述化合物II具有如下式所示的结构：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于具体包括：
将化合物I、化合物II与有机溶剂混合，再加入碱性物质形成所述混合反应体系；
以及，将所述混合反应体系于0～120℃反应0.5～20h，再经后处理获得所述近红外荧光探针。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述后处理具体包括：在所述反应完成后，对所获产物进行减压浓缩、柱层析分离处理。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述化合物I与化合物II的摩尔比为1:0.1～1:10。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述碱性物质选自有机碱和/或无机碱；所述有机碱选自三乙胺、吡啶、4-二甲胺基吡啶中的任意一种或两种以上的组合；所述无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钡中的任意一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂选自四氢呋喃、乙腈、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、甲苯、氯苯、甲醇、乙醇、三氯甲烷中的任意一种或两种以上的组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111336200.0A CN113943277B (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种近红外荧光探针及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111336200.0A CN113943277B (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种近红外荧光探针及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113943277A CN113943277A (zh) | 2022-01-18 |
| CN113943277B true CN113943277B (zh) | 2024-06-25 |
Family
ID=79337937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111336200.0A Active CN113943277B (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种近红外荧光探针及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113943277B (zh) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102093884A (zh) * | 2011-01-21 | 2011-06-15 | 苏州天立蓝环保科技有限公司 | 一种用于检测水相中铜离子的近红外荧光探针及其制备方法 |
| CN110467582B (zh) * | 2019-08-27 | 2023-03-21 | 浙江师范大学 | 一种用于铜离子检测的点亮型近红外荧光探针及制备方法 |
-
2021
- 2021-11-11 CN CN202111336200.0A patent/CN113943277B/zh active Active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| A salicylaldehyde benzoyl hydrazone based near-infrared probe for copper(II) and its bioimaging applications;Jie Zhao等;RSC Advances;第12卷;第3073-3080页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113943277A (zh) | 2022-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110283583B (zh) | γ-谷氨酰转肽酶响应型分子探针及其应用 | |
| CN111303102A (zh) | 一种硝基还原酶响应的乏氧探针化合物及其制备与应用 | |
| CN110982513B (zh) | 一种荧光碳点的制备方法及其在细胞成像中的应用 | |
| CN114380808B (zh) | 用于中性粒细胞弹性蛋白酶双模态成像检测的分子探针及制备方法与应用 | |
| CN106496217A (zh) | 一种新型检测h2s荧光分子探针的制备方法和应用 | |
| CN113200940B (zh) | 一种Aβ斑块响应型荧光探针及其制备和应用 | |
| CN109369719A (zh) | 一种用于碱性磷酸酶检测的分子探针及制备方法与应用 | |
| CN112745303A (zh) | 一种乏氧荧光探针及其应用 | |
| CN112047979A (zh) | 荧光探针Mito-HNO及其制备方法与其在检测线粒体中HNO的应用 | |
| CN108456197A (zh) | 用于活体检测硫化氢的光声比率纳米探针及其制备方法与应用 | |
| CN113461588B (zh) | 一种胃酸监测用荧光探针及其制备方法和应用 | |
| CN113354627B (zh) | 一种用于检测粘度的近红外荧光化合物及其制备与应用 | |
| CN113943277B (zh) | 一种近红外荧光探针及其制备方法与应用 | |
| CN114271792A (zh) | 近红外第二窗口检测pH的双通道比率荧光传感器及其制备方法和应用 | |
| CN107501221B (zh) | 一种对生物体内硫化氢快速响应的荧光探针及其制备方法和用途 | |
| Sheng et al. | A novel p-dimethylaminophenylether-based fluorescent probe for the detection of native ONOO− in cells and zebrafish | |
| CN111574438B (zh) | 红/近红外AIE探针及其制备方法和在检测Aβ聚集体及其纤维化斑块中的应用 | |
| CN112624960A (zh) | 基于苯并吲哚的ntr-1响应型荧光探针、制备方法及用途 | |
| CN116217515B (zh) | 一种亚甲基蓝型探针及其制备方法和在检测半胱氨酸中的应用 | |
| CN111518546A (zh) | 一种乏氧微环境响应的荧光探针及其制备方法与应用 | |
| CN106588906A (zh) | 近红外荧光探针及其制备方法和应用 | |
| CN113980036B (zh) | 碱性和活性氧、活性氮双重响应的近红外荧光探针及其制备方法和应用 | |
| CN112457360B (zh) | 一种肝靶向的过氧亚硝酸根荧光探针及制备方法和应用 | |
| CN112694469A (zh) | 基于吡啰红肼的HOCl荧光探针、制备方法及应用 | |
| CN115487316B (zh) | 钾离子选择性滤膜/磁性介孔纳米复合材料、荧光/磁共振双模态成像探针及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |