CN115215841B - 一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用 - Google Patents

一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115215841B
CN115215841B CN202210821226.2A CN202210821226A CN115215841B CN 115215841 B CN115215841 B CN 115215841B CN 202210821226 A CN202210821226 A CN 202210821226A CN 115215841 B CN115215841 B CN 115215841B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorescent probe
pyridinium
coumarin derivative
derivative fluorescent
mol
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
Application number
CN202210821226.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115215841A (zh
Inventor
吴伟娜
王元
肖玉辉
陈曦
金坤盛
王震
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Technology
Original Assignee
Henan University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Technology filed Critical Henan University of Technology
Priority to CN202210821226.2A priority Critical patent/CN115215841B/zh
Publication of CN115215841A publication Critical patent/CN115215841A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115215841B publication Critical patent/CN115215841B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • 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
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明属于有机合成领域，涉及荧光探针的制备，具体涉及一种吡啶鎓‑香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用。以7‑二乙氨基香豆素‑3‑甲醛和4‑吡啶乙腈盐酸盐为原料，以三乙胺为催化剂，经回流搅拌、抽滤、重结晶后得吡啶鎓‑香豆素衍生物荧光探针。本发明制备的吡啶鎓‑香豆素衍生物荧光探针在纯水相生理条件下能选择性的与肼作用，溶液紫红色褪色，红色荧光减弱，同时绿色荧光显著增强，特别是可以作为在制备检测细胞线粒体荧光成像中肼的荧光探针的试剂中的应用。

Description

一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于有机合成领域，涉及荧光探针的制备，具体涉及提出了一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用。
背景技术
肼(N2H4)是一种高活性碱和强还原剂。它在工业上广泛用作发泡剂、防腐剂和造气剂，以及卫星和火箭的燃料。它还广泛用于生产杀虫剂、药物、乳化剂、纺织染料和许多其他重要化学品。尽管使用普遍，肼被认为是高毒性的，因为它被代谢成有毒的自由基物种，这可能对肝、肺、肾和中枢神经系统造成严重损害。由于这些影响，N2H4被归类为人类致癌物，其低阈值限值(TLV)为10ppb。显然，迫切需要开发高效、可靠的痕量肼检测分析方法。
近年来，在体外和体内检测N2H4已经引起了极大的关注，特别是在荧光探针的情况下，其具有包括高灵敏度、操作简单和可视化能力。虽然已经设计出显示高选择性和灵敏度的荧光N2H4探针，但是只有少数探针在纯水性介质中操作，因此需要使用有机助溶剂，这妨碍了它们在实际样品分析中的使用。已报道的大多数传感器都是“关-开”或“开-关”型的，可能会受到如激发功率、荧光衰减和探针浓度等环境因素的影响。相比之下，比率型探针测量两个波长的荧光发射强度，其比值可以作为内置校正，克服上述环境因素的影响。然而，与传统的有机单一比率荧光探针相比，多比率探针信号显示出更高的准确度和优越性，并且同一探针的不同比率信号可以相互校准。如专利CN113624728A公开了一种用于检测肼的比率型荧光探针体系、以及检测肼浓度的方法，比率型荧光探针体系包括二苯基蒽和含酯基的荧光素化合物。根据荧光探针在540nm和440nm处特征发射强度的比率值变化，实现对待测溶液中肼的检测，最低检测限为100nM。但该专利中荧光探针为传统单一比率型荧光探针。
此外，具有近红外(NIR)发射的荧光探针具有最小的光损伤、组织深度穿透和最小的背景自荧光，有利于生物成像。因此，发展水溶性、近红外发射、双比值型荧光探针用于N2H4的快速检测具有重要意义。而且当今对线粒体靶向定位的N2H4荧光探针的报道并不多。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用。本发明考虑到吡啶鎓-香豆素衍生物优异的光化学和光物理特性，以含吡啶鎓-香豆素衍生物为荧光探针，合成了一种高灵敏度、高选择性的N2H4荧光探针。该探针能应用于纯水体系中 N2H4的测定，具有线粒体靶向功能，并能应用于线粒体内N2H4浓度的检测。
本发明的主要目的在于提供一种可用于纯水体系和细胞线粒体内针对N2H4的灵敏度高、选择性好的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针；另一目的是提供该荧光探针的制备方法和应用。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针，其结构式为：
进一步，所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，步骤如下：
(1)将7-二乙氨基香豆素-3-甲醛和4-吡啶乙腈盐酸盐溶解于有机溶剂中，滴加三乙胺作为催化剂，然后回流反应，得反应液；
(2)将步骤(1)所得的反应液冷却至室温后，减压抽滤，乙醇重结晶后，得固体产物；
(3)将步骤(2)所得的固体产物与4-乙酰氧基苄溴溶解于有机溶剂中，回流反应，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针。
进一步，所述步骤(1)中7-二乙氨基香豆素-3-甲醛和4-吡啶乙腈盐酸盐的摩尔比为1: (0.7-1.0)。
进一步，所述步骤(1)中有机溶剂为无水乙醇，7-二乙氨基香豆素-3-甲醛与三乙胺的摩尔比为1:(0.05-0.15)。
进一步，所述步骤(1)中回流反应的温度为78℃，时间为6-7h。
进一步，所述步骤(1)中回流反应的时间为6h。
进一步，所述步骤(3)中固体产物与4-乙酰氧基苄溴的摩尔比为1:(1.0-1.5)，回流反应的温度为81℃。
进一步，具体制备方法为，将1mmol步骤(2)所得固体产物和1.5mmol 4-乙酰氧基苄溴溶解于5mL乙腈中，然后在81℃下回流，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶冷却静置至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到所述吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针。
进一步，所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针在非疾病的诊断和治疗为目的的检测N2H4中的应用。
进一步，所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针在制备检测活细胞线粒体内N2H4的试剂中的应用。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过缩合反应制备吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针，原料易得，合成和后处理方法简单，所制备的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的收率为85％。
2、在多种常见阴阳离子及氨基酸物种中，对N2H4表现出较高的荧光识别性能。将荧光探针的HEPES缓冲溶液滴定不同浓度的N2H4，N2H4与F520/F470的线性检测范围为 0-5.5×10-4mol/L，检出限为6×10-8mol/L；N2H4与F520/F650的线性检测范围为 3.5×10-5-3.5×10- 4mol/L，检出限为2×10-9mol/L。因此本发明制备的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针可以用于N2H4的定量检测。同时探针N2H4的响应时间为15min，荧光强度比F520/F470在15min内达到稳定期，因此本发明制得的吡啶鎓-香豆素衍生物可用于N2H4的快速检测。
3、双比率(F520/F470、F520/F650)输出信号可以相互校准，有效避免环境因素的干扰。探针工作体系中无需任何有机溶剂助溶，近红外的发射使其具有更深的组织穿透能力，非常有利于应用于生物体系，具有广泛的潜在应用价值。
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为本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的1HNMR谱图。
图2为本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的13CNMR谱图。
图3为本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的质谱谱图。
图4为本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针(1×10-5mol/L)的HEPES 缓冲溶液(1×10-2mol/L，pH＝7.4)分别加入1×10-2mol/L阳离子(Ca2+、Fe2+、Fe3+、Cu2 +、 Mg2+、Zn2+、Co2+、Al3+、Cr3+、Na+、Mn2+、Hg2+)、阴离子(OAC-、SO4 2-、PO4 3-、HPO4 -、 F-、Cl-、ClO4 -、Br-、CO3 2-、S2-、HS-)或氨基酸(Gly、Arg、Ala、Cys、His、Lys、Ser)荧光光谱图(激发波长为420nm、600nm)。
图5为本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针(1×10-5mol/L)的HEPES缓冲溶液(1×10-2mol/L，pH＝7.4)滴定不同浓度N2H4的荧光光谱图，插图分别表示吸荧光强度比 F520/F470和F520/F650随N2H4浓度的线性变化趋势图(激发波长为420nm、600nm)。
图6为本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针(1×10-5mol/L)的HEPES 缓冲溶液(1×10-2mol/L，pH＝7.4)加入N2H4(1.5×10-4mol/L)后荧光强度比F520/F470随时间变化的时间依赖荧光光谱图。
图7为在C6细胞中，吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针与和商用线粒体定位染料Mito-Tracker Green共染荧光成像图；
其中：a为明场图；b为蓝色通道荧光成像图；c为绿色通道荧光成像图(线粒体染色)； d为蓝色通道和绿色通道叠加后的图片；e为蓝色通道、绿色通道和明场叠加后的图片；f为蓝色通道和绿色通道强度散点图；g为蓝色通道和绿色通道强度分布叠加图。
图8为在C6细胞中，吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针与N2H4的荧光成像图；
其中：a为上述荧光探针明场图；b为上述荧光探针蓝色通道荧光成像图；c为上述荧光探针绿色通道荧光成像图；d为上述荧光探针红色通道荧光成像图；e为上述荧光探针蓝色通道和绿色通道叠加后的图；f为上述荧光探针绿色通道和红色通道叠加后的图；g为上述荧光探针明场图和荧光图叠加后的图片；h为上述荧光探针+N2H4明场图；i为上述荧光探针+N2H4蓝色通道荧光成像图；j为上述荧光探针+N2H4绿色通道荧光成像图；k为上述荧光探针+N2H4红色通道荧光成像图；l为上述荧光探针+N2H4蓝色通道和绿色通道叠加图；m为上述荧光探针+N2H4绿色通道和红色通道叠加图；n为上述荧光探针+N2H4明场图和荧光成像图。
图9为在斑马鱼中，吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针与N2H4的荧光成像图；
其中：a为上述荧光探针明场图；b为上述荧光探针蓝色通道荧光成像图；c为上述荧光探针绿色通道荧光成像图；d为上述荧光探针红色通道荧光成像图；e为上述荧光探针蓝色通道和绿色通道叠加后的图；f为上述荧光探针绿色通道和红色通道叠加后的图；g为上述荧光探针明场图和荧光图叠加后的图片；h、o、v为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、 5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)明场图；i、p、w为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)蓝色通道荧光成像图；j、q、x为上述荧光探针+N2H4 (2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)绿色通道荧光成像图；k、r、y为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)红色通道荧光成像图；l、s、z为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)蓝色通道和绿色通道叠加图；m、t、z1为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)绿色通道和红色通道叠加图；n、u、z2为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、 1.0×10-4mol/L)明场图和荧光成像图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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付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。
实施例1
本实施例为吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，步骤如下：
(1)将7-二乙氨基香豆素-3-甲醛和4-吡啶乙腈盐酸盐以1:0.85的摩尔比溶解于无水乙醇中，滴加三乙胺作为催化剂(7-二乙氨基香豆素-3-甲与三乙胺摩尔比为1:0.08)，然后78℃回流搅拌6h反应，得反应液；
(2)将步骤(1)所得的反应液冷却至室温后，减压抽滤，乙醇重结晶后，得橙色固体产物；
(3)将3.45g步骤(2)所得橙色固体产物(10mmol)和3.43g 4-乙酰氧基苄溴(15mmol) 溶解于50mL乙腈中，然后在81℃下回流，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶冷却静置至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到所述吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针。目标产物的产率为85％。
采用核磁共振仪对制得的吡啶鎓-香豆素衍生物进行核磁共振分析，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):9.17(d,J＝5.1Hz,2H),8.85(s,1H),8.47–8.28(m, 3H),7.65(dd,3H),7.24(d,2H),6.89(d,1H),6.69(s,1H),5.86(s,2H),3.57(d,4H),2.28(s,3H), 1.18(s,6H).具体核磁共振氢图谱见图1。
13C NMR(101MHz,DMSO-d6),δ(ppm):169.57,160.50,158.14,154.27,151.59,150.55, 145.51,145.20,144.83,133.13,132.39,130.56,123.57,123.14,116.94,111.61,111.19,108.91, 101.89,97.28,62.16,45.30,21.32,12.95.具体核磁共振碳图谱见图2。
质谱ESI-MS:m/z＝494.2044for[M-Br]+。具体质谱谱图见图3。
实施例2
本实施例为吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，步骤如下：
(1)将7-二乙氨基香豆素-3-甲醛和4-吡啶乙腈盐酸盐以1:0.7的摩尔比溶解于无水乙醇中，滴加三乙胺作为催化剂(7-二乙氨基香豆素-3-甲与三乙胺摩尔比为1:0.05)，然后78℃回流搅拌7h反应，得反应液；
(2)将步骤(1)所得的反应液冷却至室温后，减压抽滤，乙醇重结晶后，得橙色固体产物；
(3)将3.45g步骤(2)所得橙色固体产物(10mmol)和2.29g 4-乙酰氧基苄溴(10mmol) 溶解于50mL乙腈中，然后在81℃下回流，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶冷却静置至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到所述吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针。
采用核磁共振仪对制得的吡啶鎓-香豆素衍生物进行核磁共振分析，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):9.17(d,J＝5.1Hz,2H),8.85(s,1H),8.47–8.28(m, 3H),7.65(dd,3H),7.24(d,2H),6.89(d,1H),6.69(s,1H),5.86(s,2H),3.57(d,4H),2.28(s,3H), 1.18(s,6H).具体核磁共振氢图谱见图1。
13C NMR(101MHz,DMSO-d6),δ(ppm):169.57,160.50,158.14,154.27,151.59,150.55, 145.51,145.20,144.83,133.13,132.39,130.56,123.57,123.14,116.94,111.61,111.19,108.91, 101.89,97.28,62.16,45.30,21.32,12.95.具体核磁共振碳图谱见图2。
质谱ESI-MS:m/z＝494.2044for[M-Br]+。具体质谱谱图见图3。
实施例3
本实施例为吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，步骤如下：
(1)将7-二乙氨基香豆素-3-甲醛和4-吡啶乙腈盐酸盐以1:1.0的摩尔比溶解于无水乙醇中，滴加三乙胺作为催化剂(7-二乙氨基香豆素-3-甲与三乙胺摩尔比为1:0.15)，然后78℃回流搅拌6.5h反应，得反应液；
(2)将步骤(1)所得的反应液冷却至室温后，减压抽滤，乙醇重结晶后，得橙色固体产物；
(3)将3.45g步骤(2)所得橙色固体产物(10mmol)和2.74g 4-乙酰氧基苄溴(12mmol) 溶解于50mL乙腈中，然后在81℃下回流，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶冷却静置至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到所述吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针。
采用核磁共振仪对制得的吡啶鎓-香豆素衍生物进行核磁共振分析，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):9.17(d,J＝5.1Hz,2H),8.85(s,1H),8.47–8.28(m, 3H),7.65(dd,3H),7.24(d,2H),6.89(d,1H),6.69(s,1H),5.86(s,2H),3.57(d,4H),2.28(s,3H), 1.18(s,6H).具体核磁共振氢图谱见图1。
13C NMR(101MHz,DMSO-d6),δ(ppm):169.57,160.50,158.14,154.27,151.59,150.55, 145.51,145.20,144.83,133.13,132.39,130.56,123.57,123.14,116.94,111.61,111.19,108.91, 101.89,97.28,62.16,45.30,21.32,12.95.具体核磁共振碳图谱见图2。
质谱ESI-MS:m/z＝494.2044for[M-Br]+。具体质谱谱图见图3。
实施例4
本实施例为吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，步骤如下：
(1)将7-二乙氨基香豆素-3-甲醛和4-吡啶乙腈盐酸盐以1:0.9的摩尔比溶解于无水乙醇中，滴加三乙胺作为催化剂(7-二乙氨基香豆素-3-甲与三乙胺摩尔比为1:0.1)，然后78℃回流搅拌6h反应，得反应液；
(2)将步骤(1)所得的反应液冷却至室温后，减压抽滤，乙醇重结晶后，得橙色固体产物；
(3)将3.45g步骤(2)所得橙色固体产物(10mmol)和2.97g 4-乙酰氧基苄溴(13mmol) 溶解于50mL乙腈中，然后在81℃下回流，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶冷却静置至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到所述吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针。
采用核磁共振仪对制得的吡啶鎓-香豆素衍生物进行核磁共振分析，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):9.17(d,J＝5.1Hz,2H),8.85(s,1H),8.47–8.28(m, 3H),7.65(dd,3H),7.24(d,2H),6.89(d,1H),6.69(s,1H),5.86(s,2H),3.57(d,4H),2.28(s,3H), 1.18(s,6H).具体核磁共振氢图谱见图1。
13C NMR(101MHz,DMSO-d6),δ(ppm):169.57,160.50,158.14,154.27,151.59,150.55, 145.51,145.20,144.83,133.13,132.39,130.56,123.57,123.14,116.94,111.61,111.19,108.91, 101.89,97.28,62.16,45.30,21.32,12.95.具体核磁共振碳图谱见图2。
质谱ESI-MS:m/z＝494.2044for[M-Br]+。具体质谱谱图见图3。
应用例1
吡啶鎓-香豆素衍生物对N2H4的光学性质测定，步骤如下：
将上述实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针(1×10-5mol/L)的2mLHEPES缓冲溶液(1×10-2mol/L，pH＝7.4)中分别加入1×10-2mol/L阳离子(Ca2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Mg2+、Zn2+、Co2+、Al3+、Cr3+、Na+、Mn2+、Hg2+)、阴离子(OAc-、SO4 2-、PO4 3-、HPO4 -、 F-、Cl-、ClO4 -、Br-、CO3 2-、S2-、HS-)或氨基酸(Gly、Arg、Ala、Cys、His、Lys、Ser)溶液20μL，采用荧光光谱仪进行分析(激发波长为420nm、600nm)，所得荧光光谱图见图4。通过图4可以看出，本发明制得的吡啶鎓-香豆素花菁衍生物作为探针只对N2H4具有明显响应，荧光信号均可用于N2H4的快速鉴别，而其它离子无变化。
通过图5的滴定光谱计算可以得到N2H4检出限为6×10-8mol/L和2×10-9mol/L，荧光光谱的线性检测范围分别为(0-5.5×10-4mol/L和3.5×10-5-3.5×10-4mol/L)，因此本发明制得的吡啶鎓-香豆素衍生物可用于N2H4的荧光定量检测。
通过图6的时间依赖荧光光谱测定可以得到探针与N2H4的响应时间为15min，在探针溶液中加入N2H4后，荧光强度比F520/F470逐渐增强，在15min内达到稳定期，因此本发明制得的吡啶鎓-香豆素衍生物可用于N2H4的快速检测。
应用例2
吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针在细胞内N2H4的检测实验，步骤如下：
C6细胞用1×10-5mol/L的上述实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针和商用线粒体定位染料Mito-Tracker Green在37℃下共同培育30min，获得在C6细胞的荧光成像图，具体如图7所示，其中：a为明场图；b为蓝色通道荧光成像图；c为绿色通道荧光成像图(线粒体染色)；d为蓝色通道和绿色通道叠加后的图片；e为蓝色通道、绿色通道和明场叠加后的图片；f为蓝色通道和绿色通道强度散点图；g为蓝色通道和绿色通道强度分布叠加图。C6 细胞中探针蓝色通道荧光和Mito-Tracker Green绿色通道荧光基本吻合，重叠系数为0.79。故本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针可以靶向细胞线粒体。
C6细胞用1×10-5mol/L的上述实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针在37℃下培育30min，加入N2H4(1.5×10-4mol/L)后再培育30分钟，获得在C6细胞的荧光成像图，具体如图8所示，其中：a为上述荧光探针明场图；b为上述荧光探针蓝色通道荧光成像图；c为上述荧光探针绿色通道荧光成像图；d为上述荧光探针红色通道荧光成像图；e为上述荧光探针蓝色通道和绿色通道叠加后的图；f为上述荧光探针绿色通道和红色通道叠加后的图；g 为上述荧光探针明场图和荧光图叠加后的图片；h为上述荧光探针+N2H4明场图；i为上述荧光探针+N2H4蓝色通道荧光成像图；j为上述荧光探针+N2H4绿色通道荧光成像图；k为上述荧光探针+N2H4红色通道荧光成像图；l为上述荧光探针+N2H4蓝色通道和绿色通道叠加图； m为上述荧光探针+N2H4绿色通道和红色通道叠加图；n为上述荧光探针+N2H4明场图和荧光成像图。C6细胞中加入吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针红色通道出现强荧光，而再加入N2H4后红色通道荧光明显减弱，而绿色通道荧光明显增强。故本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物可用于细胞线粒体中N2H4的定性检测。
应用例3
吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针在斑马鱼中N2H4的检测实验，步骤如下：
斑马鱼用1×10-5mol/L的上述实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针在37℃下培育30min，分别加入N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)后再培育30min，获得在斑马鱼的荧光成像图；具体如图9所示，其中：a为上述荧光探针明场图；b为上述荧光探针蓝色通道荧光成像图；c为上述荧光探针绿色通道荧光成像图；d为上述荧光探针红色通道荧光成像图；e为上述荧光探针蓝色通道和绿色通道叠加后的图；f为上述荧光探针绿色通道和红色通道叠加后的图；g为上述荧光探针明场图和荧光图叠加后的图片；h、o、v为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)明场图；i、p、w为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)蓝色通道荧光成像图；j、q、x为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)绿色通道荧光成像图；k、r、y为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10- 4mol/L)红色通道荧光成像图；l、s、z为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L) 蓝色通道和绿色通道叠加图；m、t、z1为上述荧光探针+N2H4(2.0×10- 5mol/L、5.0×10-5mol/L、 1.0×10-4mol/L)绿色通道和红色通道叠加图；n、u、z2为上述荧光探针+N2H4(2.0×10-5mol/L、 5.0×10-5mol/L、1.0×10-4mol/L)明场图和荧光成像图。斑马鱼中加入吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针红色通道出现强荧光，而再加入N2H4后红色通道荧光明显减弱，而绿色通道荧光明显增强。故本发明实施例1制得的吡啶鎓-香豆素衍生物可用于斑马鱼中N2H4的定性检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (9)

1.一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针，其特征在于：所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的结构式为：
2.权利要求1所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将7-二乙氨基香豆素-3-甲醛和4-吡啶乙腈盐酸盐溶解于有机溶剂中，滴加三乙胺作为催化剂，然后回流反应，得反应液；
(2)将步骤(1)所得的反应液冷却至室温后，减压抽滤，乙醇重结晶后，得固体产物；
(3)将步骤(2)所得的固体产物与4-乙酰氧基苄溴溶解于乙腈中，回流反应，反应完全后冷却至室温，减压抽滤，所得固体用乙醇重结晶，得到吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针。
3.根据权利要求2所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中7-二乙氨基香豆素-3-甲醛和4-吡啶乙腈盐酸盐的摩尔比为1:(0.7-1.0)。
4.根据权利要求3所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中有机溶剂为无水乙醇，7-二乙氨基香豆素-3-甲醛与三乙胺的摩尔比为1:(0.05-0.15)。
5.根据权利要求4所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中回流反应的温度为78℃，时间为6-7h。
6.根据权利要求5所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中固体产物与4-乙酰氧基苄溴的摩尔比为1:(1.0-1.5)。
7.根据权利要求6所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中回流反应的温度为81℃。
8.权利要求1所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针在非疾病的诊断和治疗为目的的检测N2H4中的应用。
9.权利要求1所述的吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针在制备检测活细胞线粒体内N2H4的试剂中的应用。
CN202210821226.2A 2022-07-13 2022-07-13 一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用 Active CN115215841B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210821226.2A CN115215841B (zh) 2022-07-13 2022-07-13 一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210821226.2A CN115215841B (zh) 2022-07-13 2022-07-13 一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115215841A CN115215841A (zh) 2022-10-21
CN115215841B true CN115215841B (zh) 2024-01-23

Family

ID=83612467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210821226.2A Active CN115215841B (zh) 2022-07-13 2022-07-13 一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115215841B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116496290B (zh) * 2023-03-24 2024-07-02 湘潭大学 一种基于吡喃-香豆素染料的肼荧光探针的制备和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275037A (zh) * 2008-04-08 2008-10-01 淮海工学院 香豆素型半菁染料及其制备方法
CN109134441A (zh) * 2018-10-11 2019-01-04 贺州学院 一种检测半胱氨酸的新型荧光探针及其制备方法和应用
CN109988560A (zh) * 2019-05-17 2019-07-09 济南大学 一种新型香豆素衍生物的肼荧光探针
CN110229660A (zh) * 2019-06-21 2019-09-13 曲阜师范大学 一种羧酸酯酶-pH连续双比率双光子线粒体锁定荧光探针及其制备方法和应用
CN110373181A (zh) * 2019-07-09 2019-10-25 济南大学 一种检测氟离子的荧光探针

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275037A (zh) * 2008-04-08 2008-10-01 淮海工学院 香豆素型半菁染料及其制备方法
CN109134441A (zh) * 2018-10-11 2019-01-04 贺州学院 一种检测半胱氨酸的新型荧光探针及其制备方法和应用
CN109988560A (zh) * 2019-05-17 2019-07-09 济南大学 一种新型香豆素衍生物的肼荧光探针
CN110229660A (zh) * 2019-06-21 2019-09-13 曲阜师范大学 一种羧酸酯酶-pH连续双比率双光子线粒体锁定荧光探针及其制备方法和应用
CN110373181A (zh) * 2019-07-09 2019-10-25 济南大学 一种检测氟离子的荧光探针

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A novel colorimetric and ratiometric fluorescent probe for cysteine based on conjugate addition-cyclization-elimination strategy with a large Stokes shift and bioimaging in living cells;Zhu, Dongjian 等;Analytica Chimica Acta;第1058卷;第136-145页 *
A novel pyridinium-based fluorescent probe for ratiometric detection of peroxynitrite in mitochondria;Shen, Youming 等;Spectrochimica Acta, Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy;第228卷;第136-14页 *
A selective cascade reaction-based probe for colorimetric and ratiometric fluorescence detection of benzoyl peroxide in food and living cells;Wu, Xiaoli 等;Journal of Materials Chemistry B: Materials for Biology and Medicine;第07卷(第38期);第5775-5781页 *
Organelle targetable fluorescent probes for hydrogen peroxide;Wen, Ying deng;Chinese Chemical Letters;第30卷(第10期);第1834-1842页 *
Ratiometric two-photon fluorescent probe for in situ imaging of carboxylesterase (CE)-mediated mitochondrial acidification during medication;Jiang, Ao 等;Chemical Communications;第55卷(第76期);第11358-11361页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115215841A (zh) 2022-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Long et al. Amino-coumarin based fluorescence ratiometric sensors for acidic pH and their application for living cells imaging
CN101302425B (zh) 一种测定一氧化氮生成的荧光探针及其应用
CN110357865B (zh) 一种用于检测hNQO1酶的近红外荧光探针及其合成方法和应用
Peng et al. A novel fluorescent probe for selective detection of hydrogen sulfide in living cells
CN115215841B (zh) 一种吡啶鎓-香豆素衍生物荧光探针及其制备方法和应用
Yue et al. A highly selective and sensitive fluorescent chemosensor and its application for rapid on-site detection of Al3+
CN115232116B (zh) 一种苯并噁唑-部花菁衍生物荧光探针及其制备方法和应用
Hande et al. Design and expeditious synthesis of quinoline‐pyrene‐based ratiometric fluorescent probes for targeting lysosomal pH
CN108383823B (zh) 萘并吡喃卡巴腙衍生物及其制备方法和应用
CN110172070B (zh) 一种检测粘度与过氧化氢的荧光探针及其合成方法与应用
Yang et al. A new NBD-based probe for specific colorimetric and turn-on fluorescence sensing of Cu2+ and bio-imaging applications
CN111892552A (zh) 一种三苯胺衍生物及其制备方法和在对硫化氢的双通道荧光检测中的应用
CN113061109B (zh) 吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针及其制备方法和应用
CN109021000B (zh) 一种检测过氧化氢的荧光探针、合成方法和应用
US9151735B2 (en) Cyanine derivatives having meso-reactive functional group at polymethine chain and preparation method thereof
CN110981748B (zh) 一种增强型偶氮Salen席夫碱荧光探针、其合成及其应用
CN113061140A (zh) 一种含羟基脲结构的六元螺环罗丹明铜离子荧光探针及其制备方法和应用
CN110818703A (zh) 一种吡咯-部花菁衍生物荧光探针及其制备方法和应用
CN113025313B (zh) 吗啉-吡啶-部花菁衍生物作为硫化氢荧光探针的应用
CN114790200A (zh) 一种荧光增强型锌离子检测荧光探针eno及其制备方法与应用
CN111635385B (zh) 一种线粒体靶向的双光子激发近红外发射的硫化氢荧光探针及其制备方法和应用
CN109721592B (zh) 一种含香豆素的氨基吡嗪酰腙衍生物的荧光探针及其制备方法和应用
CN116283663A (zh) 一种检测单胺氧化酶a和粘度的双功能近红外荧光探针及其制备和应用
CN114436957B (zh) 氰乙酸乙酯-二氢喹啉酮衍生物荧光探针及其制备方法和应用
CN117003684B (zh) 一种具有过氧亚硝酸盐识别功能的aie荧光探针及其制备方法和用途

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