CN1826337A - 从含有α－羟基酸或β－二酮的溶液中检测葡萄糖的组合物及方法 - Google Patents
从含有α－羟基酸或β－二酮的溶液中检测葡萄糖的组合物及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及从可能含有潜在干扰物质如α－羟基酸或β－二酮的样品中检测葡萄糖的组合物和方法。该方法采用了一种化合物，其中含有至少两个识别葡萄糖的单元，其取向使得化合物与葡萄糖间的相互作用比化合物与α－羟基酸或β－二酮间的相互作用更加稳定，使得α－羟基酸或β－二酮的存在对所述检测基本不造成干扰。
Description
相关专利申请
本发明是2001年12月28日申请的第10/029,184号专利申请(该专利申请又是2001年1月5日申请的第09/754,217号专利申请的部分继续申请)的部分继续申请，同时本发明对于2002年3月14日申请的第60/363,885号专利申请、2001年10月18日申请的第60/329,746号专利申请、以及2001年2月21日申请的第60/269,887号专利申请享有优先权。
关于联邦政府所组织的研究或开发项目的申明
对本发明不适用。
技术领域
本发明涉及从可能含有潜在干扰物质如α-羟基酸或β-二酮的样品中检测葡萄糖的组合物及方法。
背景技术
长期以来人们就知道糖(包括葡萄糖)与苯基硼酸间的络合作用，而且这种可逆性相互作用已经成为糖色谱分离的基础。具体而言，1959年Lorand和Edwards报道了苯基硼酸和多种饱和多元醇在水相中解离的解离常数，两种化合物间的结合力在极弱(如乙二醇，Kd＝360mM)至中等强度(如葡萄糖，Kd＝9.1mM)之间，参见J.Yoon等人，Bioorganic and Medicinal Chemistry 1(4)：267-71(1993)。其结合机制据信是由于葡萄糖邻位羟基和硼酸酯片断中的羟基发生了键合作用。
第5,503,770号美国专利(James等人)中描述了一种含硼酸的荧光化合物，该化合物与糖(包括葡萄糖)结合时发射高强度荧光。这种荧光化合物具有一种分子结构，其中包含一种荧光团、至少一种苯基硼酸片断以及至少一个提供胺基的氮原子，该氮原子处于苯基硼酸片断的邻位，以便与硼酸发生分子内作用。糖结合时这种相互作用使得化合物发射荧光。参见T.James等人，J.Am.Chem.Soc.117(35)：8982-87(1995)。
此外，在本领域中，利用含有蒽基硼酸化合物的荧光传感器检测血糖浓度是众所周知的。例如，J.Yoon等人，J.Am.Chem.Soc.114：5874-5875(1992)中称蒽基硼酸可以作为一种荧光化学传感器，用于检测糖的结合，包括葡萄糖和果糖的结合。
不幸的是，按上述方式与葡萄糖的相互作用的化合物还具有和其它含羟基化合物结合的趋势，使得葡萄糖检验方法的特异性下降，特别是对可能含有干扰量的乳酸盐，乙酰乙酸盐等生物样品进行检测时。例如，一些糖尿病人同时还患有乳酸酸中毒，其血液中乳酸盐含量大于5mmol/L。因此，对于葡萄糖检测法仍存在大的需求，要求检测方法对于潜在的干扰性羟基化合物如乳酸盐相对不敏感。
发明内容
在本发明的一个方面中，本发明涉及从可能含有α-羟基酸或β-二酮的样品中检测葡萄糖的存在或浓度的方法，其包括：
a)将样品与含有至少两个葡萄糖识别单元的化合物接触，识别单元的取向使得化合物与葡萄糖间的相互作用比化合物与α-羟基酸或β-二酮的相互作用更加稳定，所述化合物中还含有一种可检测片断，当所述化合物与所述样品中葡萄糖接触时，该片断的可检测性质以浓度依赖的方式改变，和
b)检测所述可检测性质的任何改变以确定所述样品中葡萄糖的存在或浓度，其中α-羟基酸或β-二酮的存在不明显影响所述检测。
在本发明的一个方面中，本发明涉及一种化合物，其结构如下：
其中：
-R1和R2相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)一种可检测片断，或iv)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R3为氢或一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R4和R5相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)一种可检测片断，或iv)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个Z相互独立，为碳或氮；
-R6和R7相同或不同，并且是i)含有0至10个连续或分支碳和/或杂原子的连接基团，或ii)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R选自：i)含有1至10个连续原子的脂肪和/或芳族间隔基，其中所述原子选自碳、氧、氮和磷，ii)一种可检测片断，或iii)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个R8相同或不同，并且是一种由任选经保护的片断，脱除保护后能够与葡萄糖中存在的邻二羟基反应；和
-R9和R10相同或不同，并选自：i)氢；ii)一种可检测片断；iii)一种基团，其是a)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断，和/或b)包含能够改变该化合物的物理性质的官能团；
前提条件是指示性化合物中包含至少一个与固体载体或聚合物基质直接连接或部分连接的可检测片断。
在本发明的另一个方面中，本发明涉及一种包含上述化合物的检测系统。
附图说明
图1显示实施例1中所述指示剂的归一化荧光发射(I/Io @ 420nm)。
图2显示实施例2中所述指示剂的归一化荧光发射(I/Io @ 428nm)。
图3显示实施例3中所述指示剂的归一化荧光发射(I/Io @ 428nm)。
图4显示实施例4中所述指示剂的归一化荧光发射(I/Io @ 427nm)。
图5显示实施例5中所述指示剂的归一化荧光发射(I/Io @ 540nm)。
图6显示实施例6中所述指示剂的吸收光谱。
图7-8显示实施例6中所述指示剂的吸收度比值(450nm/530nm)。
图9显示实施例6中所述指示剂的归一化荧光发射(550nm处的I/Io)。
图10显示了实施例6所述指示剂在无葡萄糖存在下和100mM葡萄糖存在下的荧光光谱。
图11显示了实施例6所述指示剂在葡萄糖和乳酸盐存在下的归一化荧光发射(550nm处的I/Io)。
图12显示了实施例10所述指示剂暴露葡萄糖后的归一化荧光发射(525nm处的I/Io)。
图13显示了实施例10所述指示剂暴露乳酸盐后的归一化荧光发射(530nm处的I/Io)。
图14显示了实施例11所述指示剂暴露葡萄糖和乳酸盐后的相对荧光发射(I@430nm)。
图15显示了实施例12所述指示剂暴露葡萄糖和乳酸盐后的相对荧光发射(I@430nm)。
图16显示了实施例12所述指示剂暴露葡萄糖和乳酸盐后的荧光。
具体实施方式
在本发明的一个方面中，本发明提供一种从可能含有干扰物质如α-羟基酸或β-二酮的样品中检测葡萄糖的存在或浓度的方法。这些潜在的干扰物质包括乳酸盐、乙酰乙酸盐、β-羟基丁酸等。
本发明的实施采用了一种指示性化合物，该化合物能够识别样品中的葡萄糖，同时基本不能识别样品中的干扰物质。该指示性化合物含有至少两个识别样品中葡萄糖的单元，其取向使得指示性化合物与葡萄糖间的相互作用比指示性化合物与干扰化合物间的相互作用更加稳定。
适用的识别单元包括能够与葡萄糖、特别是葡萄糖中存在的二羟基发生相互作用，优选为可逆作用的片断。这样一些识别单元是已知的，优选包括硼酸、硼酸根离子、亚砷酸、亚砷酸根离子、碲酸、碲酸根离子等。最优选的识别单元含有硼。应该认识到直到使用时，识别单元可能被保护基所屏蔽。保护基是众所周知的，包括新戊二醇、频哪醇等。在某些实施方案中，被屏蔽的识别单元在化合物的应用介质中被去屏蔽(例如参见实施例5)。
优选地，指示性化合物中识别单元相互间隔适当距离，使得至少两个识别单元与葡萄糖分子相互作用，从而增加了检测的特异性。一般而言，识别单元间可以存在一个含有高达约30个原子的间隔基。优选地，识别单元的取向使得与葡萄糖发生相互作用时，二者间的间距约为6埃。
本发明的指示性化合物具有一种可检测性质，当化合物暴露于含葡萄糖的样品中时，该性质以浓度依赖的方式改变。多种这样的性质是已知的并且可以应用于本发明中。例如，指示性化合物可以包含一种发光(荧光或磷光)或化学发光片断、一种吸收性片断等。指示性化合物可以包含一种能量供给片断和能量接受片断，当指示性化合物与葡萄糖发生相互作用时，这两种片断的间隔发生可检测的改变。指示性化合物中可包含一种荧光团和一种猝灭团，二者间的取向使得不存在葡萄糖时猝灭团能够使荧光团猝灭，当葡萄糖存在时，指示剂发生结构变化，猝灭团相对于荧光团移动足够大的距离，造成荧光的发射。反之，也可以这样安排荧光团和猝灭团间的位置，当不存在葡萄糖时，二者间充分分隔，荧光团发射荧光，当与葡萄糖发生相互作用时，荧光团和猝灭团充分靠近，使得荧光被猝灭。有关结构改变的概念在我们的相关美国专利申请09/754,219中作了更为详细的描述，该专利的申请时间为2001年1月5日，发明名称为“分析物的检测”，此处引用作为参考。
此外，指示剂中可包含一种片断，例如能够与识别单元或相对于识别单元以某种空间取向排布的其他单元相互作用的荧光团，葡萄糖不存在时荧光团发射荧光。加入葡萄糖后，葡萄糖在荧光团和识别单元间，或荧光团和相对于识别单元以某种空间取向排布的其他单元间产生竞争性作用，造成荧光发射减弱。这种概念的实例在实施例6中有描述。同时也应该认识到还可以选取这样一种指示剂，在葡萄糖不存在的情况下，当荧光团与识别单元或相对于识别单元以某种空间取向排布的其他单元相互作用时，荧光团不发生荧光，或者仅发射相对低水平的荧光。加入葡萄糖后，葡萄糖在荧光团和识别单元间，或荧光团和相对于识别单元以某种空间取向排布的其他单元间产生竞争性作用，造成荧光发射增强。
其它的可检测片断包括那些与葡萄糖相互作用时通过光致电子转移或感应效应使荧光发生改变的基团。其中包括1999年3月11日申请的相关专利——第09/265,979号美国专利申请(1999年9月16日还作为PCT国际申请WO 99/46600进行公布)中公开的镧系元素螯合物，此处引用这些文献作为参考；聚芳香烃及其衍生物；香豆素；BoDiPy；丹磺酰基；儿茶酚等。另外一类片断包括那些当指示性化合物与葡萄糖相互作用时其吸收光谱发生改变的片断，包括茜素红等。另外一类片断包括其荧光受邻位效应调控的片断，例如能量供体/受体对，如丹磺酰基/dabsyl基等。
优选地，可检测性质是一种可检测的光谱改变，如在吸收特性上的改变(如吸收度和/或光谱偏移)、在荧光衰减时间上的改变(通过时间域或频率域测量加以确定)、荧光强度上的改变、荧光各向异性或偏振性上的改变；发射光谱中的光谱偏移；时间解析的各向异性衰减上的改变(通过时间域或频率域测量加以确定)等。
本发明的指示性化合物如果是可溶解的，则根据需要可以直接用于溶液中。另外，根据使用目的的需要，指示性化合物可以被固定于不溶性表面或基质如玻璃、塑料、聚合物等之上或其中(例如，通过机械包封或共价键或离子键实现固定)。例如，当指示性化合物被包封于另一种聚合物中时，优选地，包封材料对于葡萄糖应具有足够的通透性，使得葡萄糖和指示性化合物之间发生适当的相互作用。
如果指示性化合物难溶或不溶于水，但是仍然需要在水性介质中进行检测时，如2000年8月4日申请的相关专利——第09/632,624号美国专利申请中所述，可以将指示性化合物与亲水性单体共聚构成亲水性大分子，此处引用该文献作为参考。
优选的指示性化合物的结构如下：
其中：
-R1和R2相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)一种可检测片断，或iv)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R3为氢或一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R4和R5相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)一种可检测片断，或iv)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个Z相互独立，为碳或氮；
-R6和R7相同或不同，并且是i)含有0至10个连续或分支碳和/或杂原子的连接基团，或ii)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R选自：i)含有1至10个连续原子的脂肪和/或芳族间隔基，其中所述原子选自碳、氧、氮和磷，ii)一种可检测片断，或iii)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个R8相同或不同，并且是一种由任选经保护的片断，脱除保护后能够与葡萄糖中存在的邻二羟基反应；和
-R9和R10相同或不同，并选自：i)氢；ii)一种可检测片断；iii)一种基团，该基团是a)一种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断，和/或b)包含能够改变该化合物的物理性质的官能团；
前提条件是该指示性化合物中包含至少一个与固体载体或聚合物基质直接连接或部分连接的可检测片断。
对于本领域普通技术人员而言，适用的调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基是显而易见的，例如包括以下基团：卤素；硝基；胺基；卤素取代的烷基；任选被取代的羧基；酰基；酮基；腈基；酰胺基；酯基；烷氧基等。
适用于各种取代基的连接基团包括其中含有约1至20个连续原子的基团，可以分枝或被取代，可以包含一个或多个杂原子，端基为能够与聚合物或载体发生进一步反应的官能团。适用的连接基团的实例包括可以被任选地取代的烷基；芳基；酰基；聚酰胺和聚醚及其组合。
R9和R10可以进一步包含能够改变化合物的物理性质如溶解性、pKa等的官能团，例如是被任选取代的羧基、氨基、季铵基、磺酸基、PEG等。
应该认识到当任何取代基是一种可检测片断时，该基团可以包含适当的连接基团，用于将可检测片断与指示性分子其余部分间的连接。适用的连接基团如上所述。适用的可检测片断如上所述。
优选地，R8选自硼酸、硼酸根离子、亚砷酸、亚砷酸根离子、碲酸、碲酸根离子、锗酸、锗酸根离子及其组合。
根据以上定义还应该认识到本发明的化合物和检测系统可以采取聚合物形式。因此，可以将整体化合物(包含识别单元和可检测片断)连接于现成的聚合物之上，或者整体化合物以单体形式聚合或与其他适用单体共聚形成聚合物。此外，可以将两个独立的单体成分(其中一个含有识别单元，另一个含有可检测片断)进行共聚，所得聚合物含有系统所需的全部单元(参见实施例6)。
本发明指示性化合物存在多种用途，包括作为指示剂在能源、医药和农业中的应用。例如，可以利用指示性化合物检测生源性缓冲液或液体，如血液、血浆、血清、组织间液、脑脊髓液、尿液、唾液、眼内液、淋巴液、泪液或汗液中低于或高于水平值的葡萄糖，从而为糖尿病和肾功能不足的诊断或监测提供有价值的信息。
人类治疗用的医用/药用葡萄糖产品也需要监测和控制。
本发明在农业中的应用包括检测大豆以及其它农产品中葡萄糖的含量。在决定高产值农产品如酿酒葡萄是否可以收获时，必须仔细地监测葡萄糖的含量。因为在酿造过程中葡萄糖是最为宝贵的碳源和原料，为获得最佳的反应器供料速度，葡萄糖检测在烈酒生产中是重要的。在软饮料和酿造饮料生产中，反应器的混合和葡萄糖浓度的监测对于质量控制也是重要的，这两种饮料是国际上消耗葡萄糖和可发酵(邻二醇)糖量最大的饮料。
当指示性化合物中引入荧光指示基团后，本领域中有多种检测技术可以对其进行应用。例如，本发明的化合物可以应用于荧光传感器(如美国专利5,517,313所述)中，或者可以键合至聚合物材料，如用于目测检验的试纸中。后一种葡萄糖检测技术类似于采用石蕊试纸检测pH。本发明所描述的化合物也可以作为标准实验室分析仪器，如分光荧光计或Shimadzu，Hitachi，Jasco，Beckman等厂家制造的分析仪器的试剂。针对被分析物，这些化合物能够产生适用于如Ocean Optics(Dunedin，Florida)或Oriel Optics制造的光纤基传感器和分析用荧光计的特异性化学/光学信号传导。
美国专利5,517,313中描述了一种荧光传感器，其中可以采用本发明的化合物检测液体介质中葡萄糖的存在及含量，此处引用该文献作为参考。这种传感器包含一种有含荧光指示分子基质(此后称为“荧光基质”)构成的层状阵列、一个高通滤波器和一个光电探测器。在该传感器中，将一个光源，优选为一个发光二极管(“LED”)至少部分置于指示剂材料中，或者置于其上安装有指示剂分子的波导管中，使得光源中发射出的入射光造成指示剂分子发射荧光。高通滤波器允许发射的荧光进入光电探测器，同时滤除光源发出的散射光。在局部存在葡萄糖的情况下，美国专利5,517,313所描述的传感器中的指示剂分子的荧光发生改变，如减弱或增强。
在美国专利5,517,313所描述传感器中，含指示剂分子的材料对于被分析物具有通透性。因此，被分析物可以从周围测试介质扩散至该材料中，从而使指示性化合物所发射的荧光发生改变。对光源、含指示性化合物材料、高通滤波器和光电探测器进行配置，使得至少部分指示性化合物所发射的荧光进入光电探测器，生成指示周围介质中葡萄糖含量的电信号。
有关本发明化合物在其它可能的实施方案中的应用，第5,910,661、5,917,605和5,894,351号美国专利所描述的传感器也适用，此处引用这些文献作为参考。
本发明的化合物也可以用在可植入装置中，例如用于连续检测体内血糖浓度。例如，在1999年8月26日申请的相关专利-第09/383,148号美国专利申请中，以及第5,833,603、6,002,954和6,011,984号美国专利中描述了适用的装置，此处引用这些文献作为参考。
本领域技术人员在不需过多了解已为人所熟知的反应机理和试剂，例如下文所述实验通则中所涉及反应机理的情况下，能够进行本发明化合物的制备。
实施例1
蒽衍生物和MAPTAC的水溶性共聚物
I.共聚于水溶性聚合物中的单硼酸酯—蒽指示剂的合成
A.9-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基蒽
0℃下向N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(11.82g，66.0mmol，3.0当量)、DBMP(10mg，作为指示剂)和250mL CHCl3构成的混悬液中滴加DIEA(18.5g，25.0mL，144mmol，6.5当量)，耗时为20分钟。反应化合物允许升温至25℃，然后再冷却至0℃。向冷却后的反应混合物中滴加9-氯甲基蒽(5.0g，22mmol)和CHCl3(100mL)所构成的溶液，耗时为20分钟。此后于25℃下搅拌反应1小时，50℃下搅拌反应12小时，70℃下搅拌反应2小时。然后用水(4×60mL)洗涤反应混合物，合并水相，CH2Cl2萃取。合并有机相，无水Na2SO4干燥，倾出有机相，减压浓缩。粗产品用硅胶柱色谱纯化(闪柱硅胶，2-5％CH3OH/CH2Cl2)，得固体2.44g(产率：33％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.39，展开剂：90/10 CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察，茚三酮显色。
B.9-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基蒽
0℃下向9-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基蒽(2.44g，7.34mmol)，DBMP(10mg，作为指示剂)和200mL CHCl3所构成的溶液中分批加入DIEA(2.85g，3.84mL，22.0mmol，3.0当量)，耗时为10分钟，然后滴加(2-溴甲苯基)硼酸新戊酯(2.49g，8.81mmol，1.2当量)，耗时为30分钟。此后于25℃搅拌反应20小时。然后用水(4×60mL)洗涤反应混合物，合并水相，CH2Cl2萃取。合并有机相，无水Na2SO4干燥，倾出有机相，减压浓缩。粗产品用硅胶柱色谱纯化(闪柱硅胶，2-5％CH3OH/CH2Cl2)，得浅黄色结晶固体2.50g(产率：76％)。
Mp：72-73℃
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.36，展开剂：90/10 CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察，茚三酮显色。
C.9-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基蒽和MAPTAC(摩尔比为1∶20)的水溶性共聚物
向9-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基蒽(0.0490g，0.105mmol)、[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基]-三甲基氯化铵(MAPTAC，50重量％水溶液，0.48g，0.90mL，2.1mmol，20当量)和1.5mL乙二醇所构成的溶液中加入4，4′-偶氮二(氰基戊酸)(0.008g，0.03mmol，占总单体的1.4mol％)。溶液通氩气吹扫5分钟，然后于60℃下避光加热反应18小时。此后将所得粘稠液冷却至25℃，加入5mL水稀释，采用醋酸纤维素膜(MWCO 3500)相对于3×4L水渗析。将渗析后的产品浓缩至干，得0.339g(产率：68％)黄色玻璃状固体。
II.葡萄糖和乳酸盐对于荧光的调节作用
测定葡萄糖和乳酸盐对于本实施例所制备共聚物(其中含有单个识别单元)荧光的调节作用。图1显示0.5mg/mL共聚物(摩尔比1∶20)在含有a)0-20mM葡萄糖；b)0-20mM乳酸盐的PBS溶液中的归一化荧光发射(I/Io@420nm)。采用Shimadzu RF-5301分光荧光计记录光谱，激发波长365nm，激发光狭缝宽1.5nm，发射光狭缝宽5nm；室温。误差条图为各数据点重复测量数值的标准偏差。葡萄糖和乳酸盐的存在影响共聚物的荧光。
实施例2
葡萄糖以及潜在的生源性干扰物质对于共价连接于水溶性聚合物的二硼酸酯指示剂的调节作用
I.二硼酸酯-蒽指示剂的单甲基丙烯酸酯单体的合成
A.9，10-二[[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽
23℃下向2-(2-羟基乙氧基)乙醇(31.4g，30.0mL，299mmol，20.9当量)和40mL CHCl3所构成的溶液中添加9，10-二(氯甲基)蒽(3.94g，14.3mmol)。避光搅拌反应67小时。此后加入100mL CH2Cl2，饱和NaHCO3洗(1×50mL，2×100mL)。有机萃取液用无水Na2SO4干燥，过滤，滤液浓缩，得黄色粉末4.67g(产率：79％)。所得产品(RP-HPLC分析纯度～85％)直接使用。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2mL/min，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间15.6分钟。
B.9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽
23℃下将9，10-二[[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽(4.02g，9.75mmol)、DIEA(12.6g，17.0mL，97.5mmol，10.0当量)、(2-溴甲苯基)硼酸新戊酯(13.7g，48mmol，4.9当量)和125mL CHCl3所构成的反应液避光搅拌反应46小时。此后，首先采用旋转蒸发浓缩反应混合物，然后用真空泵抽去DIEA。残余物用氧化铝柱色谱分离纯化(150g活化中性氧化铝，0-3％CH3OH/CH2Cl2)，得粘稠油状物5.67g(产率：70％)，放置后固化。所得产品(RP-HPLC分析纯度～85％)直接使用。
TLC：Merck硅胶板，Rf 0.33，展开剂：95/5CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2mL/min，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间18.8分钟。
C.9-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧乙氧基)乙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽(单甲基丙烯酸酯单体)
23℃下将9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽(0.298g，0.359mmol)、甲基丙烯酸(0.304g，0.300mL，3.53mmol，9.84当量)、DCC(0.965g，4.68mmol，13.0当量)、N，N-二甲基氨基吡啶(0.020g，0.16mmol，0.46当量)和15mL CH2Cl2所构成的溶液避光搅拌反应4小时。此后过滤反应混合物，旋转蒸发浓缩。残余物用氧化铝柱色谱分离纯化(50g活化中性氧化铝，0-4％CH3OH/CH2Cl2)，得黄色固体0.150g(产率：70％)。
FAB MS：计算值：C52H66B2N2O9[M]+885；实测值：[M+1]+886。
TLC：Merck碱性氧化铝板，Rf 0.45，展开剂：95/5 CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2mL/min，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间21分钟。
D.9-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧乙氧基)乙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽和TMAMA(摩尔比1∶50)构成的水溶性共聚物
向[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]-三甲基氯化铵(TMAMA，70重量％水溶液，0.344g单体，1.66mL，50当量)和0.600mL水所构成的溶液中加入9-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧乙氧基)乙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽(0.0024g，0.0033mmol)和3.00mL MeOH所构成的溶液。向该混合物中加入4，4′-偶氮二(氰基戊酸)(0.0075g，0.027mmol，占总单体的1.6mol％)。溶液通过0.45μ滤膜进行过滤，氮气吹扫，然后于55℃下避光加热反应16小时。此后将所得粘稠液冷却至25℃，加入20mL水稀释，由0.2μ滤膜过滤。采用醋酸纤维素膜(MWCO 3500)相对于3×4L水渗析。渗析后得到38.5mL聚合物溶液。将部分溶液浓缩至干，证明该溶液中聚合物浓度为每毫升溶液含0.0075g聚合物，共得0.289g聚合物(产率：77％)。
II.葡萄糖、乳酸盐以及乙酰乙酸盐对于荧光的调节作用
测定葡萄糖、乳酸盐以及乙酰乙酸盐对于本实施例所制备共聚物(其中含有两个识别单元)荧光的调节作用。图2显示1.5mg/mL蒽二硼酸酯-TMAMA(摩尔比1∶50)在含有a)0-20mM葡萄糖；b)0-20mM乳酸盐；c)0-20mM乙酰乙酸锂的PBS溶液中的归一化荧光发射(I/Io@428nm)。采用Shimadzu RF-5301分光荧光计记录光谱，激发波长365nm，激发光狭缝宽1.5nm，发射光狭缝宽1.5nm；室温。误差条图为各数据点重复测量数值的标准偏差。葡萄糖的存在影响共聚物的荧光，但乳酸盐和乙酰乙酸盐存在则不影响共聚物的荧光。
实施例3
溶液中乳酸盐对于葡萄糖—二硼酸酯蒽指示剂荧光剂量响应关系的影响作用
A.9，10-二[[2-(叔丁氧羰基)乙基氨基]甲基]-蒽
23℃下将ofβ-丙氨酸叔丁酯盐酸盐(3.06g，16.8mmol，5.09当量)、DIEA(4.27g，5.75mL，33.0mmol，10.00当量)、9，10-二(氯甲基)蒽(0.910g，3.31mmol)和75mL CHCl3所构成的溶液避光搅拌反应93小时。此后将反应液过滤，饱和NaHCO3水溶液(1×40mL，2×60mL)洗。有机萃取液用无水Na2SO4干燥，过滤，浓缩得到粗品黄色固体。残余物用硅胶柱色谱分离纯化(30g粗硅胶，0-3％CH3OH/CH2Cl2)，得桔黄色粘稠物1.06g(产率：65％)。产品直接使用。
TLC：Merck硅胶60板，Rf0.33，展开剂：95/5CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
B.9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(叔丁氧羰基)乙基氨基]甲基]-蒽
23℃下将9，10-二[[2-(叔丁氧羰基)乙基氨基]甲基]-蒽(1.60g，3.25mmol)、DIEA(4.45g，6.00mL，34.4mmol，10.6当量)、(2-溴甲苯基)硼酸新戊酯(4.80g，17.0mmol，5.22当量)和30mL CHCl3所构成的溶液避光搅拌反应4.5天。此后向反应混合物中加入45mL CHCl3，饱和NaHCO3水溶液(2×25mL)洗。有机萃取液用无水Na2SO4干燥，过滤，浓缩得到粗品红色油状物。残余物用氧化铝柱色谱分离纯化(100g活化中性氧化铝，0-3％CH3OH/CH2Cl2)，得桔色固体约3.5g。将产品溶解，然后形成白色沉淀(DIEA氢溴酸盐)，过滤，滤液浓缩得桔色固体约2.72g(产率：93％)。产品(RP-HPLC分析纯度＞80％)直接使用。
TLC：Merck碱性氧化铝板，Rf 0.66，展开剂：95/5CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100 HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2mL/min，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间23.9分钟。
C.9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)氨基]-甲基]蒽
23℃下将9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(叔丁氧羰基)乙基氨基]甲基]-蒽(0.556g，0.620mmol)和5mL 20％TFA/CH2Cl2所构成的溶液避光搅拌反应25小时。此后于氮气保护下将反应混合物浓缩。残余物加乙醚(3×10mL)研磨。残余固体真空干燥，得0.351g(产率：87％)绒毛状黄色固体。
FAB MS：基质为甘油；计算值：C42H46B2N2O10(二甘油加合物)[M]+760；实测值：[M]+760。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2mL/min，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间16.7分钟。
D.葡萄糖和乳酸盐对于荧光的调节作用
测定葡萄糖和乳酸盐对于本实施例所制备指示性化合物(其中含有两个识别单元)荧光的调节作用。图3显示75μM二羧基-二硼酸基-蒽指示剂在含有a)0-10mM葡萄糖，0mM乳酸盐；b)0-10mM葡萄糖，2mM乳酸盐；c)0-10mM葡萄糖，5mM乳酸盐的PBS溶液中的归一化荧光发射(I/Io@428nm)。采用Shimadzu RF-5301分光荧光计记录光谱，激发波长365nm，激发光狭缝宽1.5nm，发射光狭缝宽1.5nm；室温。所有数据点重复测量三次，其中±1SD误差条。乳酸盐的存在不明显影响葡萄糖对于指示剂的调节作用。
实施例4
指示剂共价固定于水凝胶后二硼酸酯葡萄糖指示剂对于葡萄糖、乳酸盐和乙酰乙酸盐的选择性
I.二甲基丙烯酰胺单体的制备
A.9，10-二[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-甲基蒽
23℃下将9，10-二(氯甲基)蒽(1.5g，5.45mmol)、DIEA(28.17g，38.00mL，218mmol，40当量)、N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(9.76g，54.5mmol，10.0当量)、约5mg的BHT和200mL CHCl3所构成的混悬液避光搅拌反应4天。此后将反应温度升高至45℃，反应混合物继续搅拌反应3天。此时有沉淀生成。过滤，将固体产品溶解于尽可能少的CH2Cl2中，放置过夜得目标化合物的二盐酸盐，为黄色结晶固体(3.15g，定量反应)。
TLC：Merck碱性氧化铝板，Rf 0.31，展开剂：90/10CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.100mL，流量：0.75mL/min，检测波长：360nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间15.0分钟。
B.9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-甲基蒽(二甲基丙烯酰胺单体)
23℃下将9，10-二[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-甲基蒽(0.0.650g，1.34mmol游离碱)、DIEA(0.612g，0.825mL，4.74mmol，3.55当量)、(2-溴甲苯基)硼酸新戊酯(1.34g，4.74mmol，3.55当量)、BHT(5mg，作为抑制剂)和20mL CHCl3所构成的溶液避光搅拌反应5天。此后将反应混合物减压浓缩，残余物氧化铝柱色谱分离纯化(200g活化中性氧化铝，0-2％CH3OH/CH2Cl2)，得极粘稠黄色油状物0.465g(产率：39％)。
TLC：Merck碱性氧化铝板，Rf 0.59，展开剂：90/10CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，检测波长：360nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间16.9分钟。
C.含有葡萄糖指示剂的N，N-二甲基丙烯酰胺水凝胶的制备
制备N，N-二甲基丙烯酰胺(40重量％)和N，N’-亚甲基二丙烯酰胺(0.8重量％)乙二醇溶液。将9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-甲基蒽(17.8mg，2×10-5mol)，40μL过硫酸铵水溶液(5重量％)和1mL乙二醇的单体溶液混合。所得溶液置于氮气保护的手套箱中。向该单体混合物中加入N，N，N’，N’-四甲基亚乙基二胺(80μL，5重量％)促进聚合。将所得反应混合物倒入模具中，该模具由载玻片构成，其中含有一个100μm后不锈钢隔片。氮气保护]下放置8小时后，将模具置于磷酸缓冲液(PBS)(10mM PBS，pH＝7.4)中，分离载玻片，取出水凝胶。水凝胶用100mL含有1mM月桂基硫酸钠，1mM EDTA钠盐的PBS溶液洗3天。每天更换一次清洗溶液，然后用DMF/PBS(体积比10/90，3×100mL)洗，最后用PBS(pH＝7.4，3×100mL)洗。所得水凝胶聚合物储存于含有0.2重量％叠氮化钠和1mM EDTA钠盐的PBS(10mM PBS，pH＝7.4)中。
II.葡萄糖、乳酸盐以及乙酰乙酸盐对于荧光的调节作用
测定葡萄糖、乳酸盐以及乙酰乙酸盐对于本实施例所制备指示性化合物(其中含有两个识别单元)荧光的调节作用。图4显示本实施例含葡萄糖识别分子的水凝胶在含有1.5mg/mL蒽二硼酸酯-TMAMA(摩尔比1∶50)在含有0.2％NaN3，1mM EDTA以及不同用量L-乳酸钠、乙酰乙酸锂或α-D-葡萄糖的10mM PBS溶液(pH 7.4)中的归一化荧光发射(I/Io@427nm)。采用Shimadzu RF-5301分光荧光计记录数据，激发波长365nm(狭缝宽3nm)，发射波长427nm(狭缝宽3nm)，低灵敏度档，采用控温样品架于37℃恒温，样品池含3mL测试液，测试前于37℃下恒温15分钟。各水凝胶样品取4个独立样品进行测试，误差条图为各数据点重复4次测量数值的标准偏差。如上所述制备含葡萄糖识别分子的水凝胶。在PMMA中将水凝胶置于载玻片上并盖有聚酯网，与入射光呈45°角。采用含有0.2％NaN3，1mM EDTA的10mM PBS溶液制备含1、5、10和20mM L-乳酸钠[Aldrich]，含5、10和20mM乙酰乙酸锂[Aldrich]以及含1、2、4、5、10和20mMα-D-葡萄糖的溶液。葡萄糖的存在影响共聚物的荧光，但乳酸盐和乙酰乙酸盐的存在则不影响。
实施例5
二硼酸酯识别及邻位消除信号发生对于葡萄糖和乳酸盐的选择性
A.N-(2，2-二乙氧乙基)-4-溴-1，8-萘二甲酰亚胺
45℃将4-溴-1，8-萘二甲酸酐(10.0g，36.1mmol)，氨基乙醛二乙缩醛(4.81g，5.26mL，36.1mmol，1当量)和45mL EtOH所构成的混悬液搅拌反应3天。此后将所得混悬液过滤，滤饼用EtOH，干燥，得浅棕色固体13.3g(产率：94％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.17，展开剂：98/2CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，1.5mL定量环，检测波长：360nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间24.2分钟。
B.N-(2，2-二乙氧乙基)-4-丁基氨基-1，8-萘二甲酰亚胺
45℃下将N-(2，2-二乙氧乙基)-4-溴-1，8-萘二甲酰亚胺(0.797g，2.03mmol)、正丁胺(1.48g，2.00mL，20.2mmol，9.96当量)和8mL NMP所形成的溶液加热反应66小时。此后将所得混悬液冷却至25℃，过滤。滤饼溶于50mL乙醚中，水洗(3×50mL)。有机萃取液用无水Na2SO4干燥，过滤并浓缩，得黄色粉末状粗品。粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(25g粗硅胶，0-1％CH3OH/CH2Cl2)，得黄色粉末0.639g(产率：82％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.71，展开剂：95/5CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，1.5mL定量环，检测波长：450nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间23.5分钟。
C.N-(2-氧代乙基)-4-丁基氨基-1，8-萘二甲酰亚胺
25℃将N-(2，2-二乙氧乙基)-4-丁基氨基-1，8-萘二甲酰亚胺(0.622g，1.62mmol)、对苯甲磺酸一水合物(0.010g，0.053mmol，0.032当量)和25mL丙酮所构成的溶液搅拌反应18小时。此后将反应液浓缩，残余物用硅胶柱色谱分离纯化(25g粗硅胶，0-1％CH3OH/CH2Cl2)，得黄色固体0.470g(产率：94％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.61，展开剂：95/5CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
1H NMR(400MHZ，CDCl3)；δ1.03(t，3H，J＝7.3Hz)，1.53(m，2H)，1.78(m，2H)，3.38(t，2H，J＝7.2Hz)，5.02(s，2H)，6.64(d，1H，J＝8.6Hz)，7.52(dd，1H，J＝7.4，8.3Hz)，8.08(dd，1H，J＝1Hz，8.5Hz)，8.38(d，1H，J＝8.3Hz)，8.46(dd，1H，J＝1.0，7.3Hz)，9.75(s，1H)。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，1.5mL定量环，检测波长：450nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间19.6分钟。
D.N-(4-二甲基氨基苄基)-1，6-己二胺
25℃氮气保护下将4-二甲基氨基苯甲醛(1.00g，6.70mmol)、Na2SO4(6.70g，47.2mmol，7.04当量)、1，6-己二胺(3.89g，33.5mmol，5.00当量)和20mL无水EtOH所构成的混悬液避光搅拌反应18小时。此后将反应液过滤，向滤液中加入NaBH4(1.73g，45.8mmol，6.84当量)。所得混悬液于25℃搅拌反应5小时。此后将反应液浓缩，残余物溶于50mL水中，乙醚萃取(3×50mL)。合并有机相，水洗(2×50mL)。合并水相，乙醚萃取(2×50mL)。合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤并浓缩，得粘稠油状物1.35g(产率：81％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.58，展开剂：80/15/5CH2Cl2/CH3OH/iPrNH2，UV(254/366)下观察，茚三酮显色。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，1.5mL定量环，检测波长：280nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间13.3分钟。
E.N-2-[6-N(N-4-二甲基氨基苄基)氨基己基]氨基乙基)-4-丁基氨基-1，8-萘二甲酰亚胺
向N-(2-氧代乙基)-4-丁基氨基-1，8-萘二甲酰亚胺(0-346g，1.11mmol)和25mL无水MeOH所构成的溶液中加入N-(4-二甲基氨基苄基)-1，6-己二胺(0.554g，2.22mmol，2.00当量)、乙酸(0.067g，1.1mmol，1.0当量)和20mL无水MeOH所构成的溶液。向该混合物中加入NaCNBH3(0.070g，1.1mmol，1.0当量)和5mL无水MeOH所构成的溶液。反应混合物于25℃下搅拌反应15小时。此后旋转蒸发除去MeOH，残余物溶于30mL水中。用1N HCl将溶液pH调为2，然后于25℃下搅拌1小时。此后用1N NaOH将溶液pH调为12，CH2Cl2萃取(3×50mL)，合并有机相，水洗，无水Na2SO4干燥，过滤并浓缩，得棕色油状粗品。粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(35g闪柱硅胶，0-50％CH3OH/CH2Cl2，然后45/50/5 CH3OH/CH2Cl2/iPrNH2)，得二胺产品0.190g(产率：32％)。
FAB MS：计算值：C33H45N5O2[M]+544；实测值：[M]+544。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.58，展开剂：80/20 CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察，茚三酮显色。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，1.5mL定量环，检测波长：450nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间17.6分钟。
F.N-2-[6-N-(N-4-二甲基氨基苄基)-6-N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基己基]-[2-(5，5-二甲基-二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基乙基-4-氨基-1，8-萘二甲酰亚胺
向N-2-[6-N(N-4-二甲基氨基苄基)氨基己基]氨基乙基)-4-丁基氨基-1，8-萘二甲酰亚胺(0.150g，0.276mmol)、DIEA(0.355g，0.478mL，2.81mmol，10.0当量)和5mL CHCl3所构成的溶液中加入(2-溴甲苯基)硼酸新戊酯(0.390g，1.38mmol，5.00当量)和2mL CHCl3所构成的溶液。25℃下搅拌反应27小时。此后将反应混合物浓缩，残余物氧化铝柱色谱分离纯化(100g活化中性氧化铝，0-5％CH3OH/CH2Cl2)，得粘稠棕色油状物0.024g(产率：19％)。
FAB MS(基质为甘油)：计算值：C53H67B2N5O8[M]+924(二甘油加合物，连接位置在二硼酸新戊酯处)，实测值：[M]+924。
TLC：Merck中性氧化铝板，Rf 0.62，展开剂：80/20CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，1.5mL定量环，检测波长：450nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间20.7分钟。
G.N-2-[6-N-(N-4-二甲基氨基苄基)-6-N-[2-(二羟硼基)苄基]氨基己基]-[2-(二羟硼基)苄基]氨基乙基-4-氨基-1，8-萘二甲酰亚胺(nBuF-hexa-Q二硼酸酯)
将N-2-[6-N-(N-4-二甲基氨基苄基)-6-N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基己基]-[2-(5，5-二甲基-二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基乙基-4-氨基-1，8-萘二甲酰亚胺溶于MeOH/PBS缓冲体系中得到供葡萄糖测试研究用的游离二硼酸产物。
H.葡萄糖和乳酸盐对于荧光的调节作用
测定葡萄糖和乳酸盐对于本实施例所制备指示性化合物(其中含有两个识别单元)荧光的调节作用。图5显示0.015mM指示性化合物在70/30MeOH/PBS中的的归一化荧光发射(I/Io@535nm)，其中缓冲液中还含有a)0-20mM葡萄糖；b)0-20mM乳酸盐。采用ShimadzuRF-5301分光荧光计记录光谱，激发波长450nm，激发光狭缝宽1.5nm，发射光狭缝宽1.5nm；室温。误差条图为各数据点三次测量数值的标准偏差。葡萄糖的存在影响指示剂的荧光，但乳酸盐的存在基本不影响指示剂的荧光。
实施例6
葡萄糖或乳酸盐对于含有N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基]-3，4-二羟基-9，10-二氧代-2-蒽磺酰胺(茜素红S单体)和α，α′-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-1，4-二甲苯(二硼酸单体)的丙烯酰胺凝胶的影响作用
A.3，4-二羟基-9，10-二氧代-2-蒽磺酰氯
将3，4-二羟基-9，10-二氧代-2-蒽磺酸钠(1.4g，3.9mmols)与30mL氯磺酸混合，90℃下加热5小时，反应液冷却至0℃后倒入冰水中。冰融化后CH2Cl2萃取(3×100mL)，合并CH2Cl2萃取液，无水Na2SO4干燥，蒸干，得固体0.87g(产率：66％)。
B.N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基]-3，4-二羟基-9，10-二氧代-2-蒽磺酰胺
将3，4-二羟基-9，10-二氧代-2-蒽磺酰氯(96mg，0.28mmols)、N-(3-胺丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(108mg，0.6mmols)和20mL CH2Cl2混合。向该混悬液中加入Et3N(303mg，3mmols)。室温搅拌反应24小时，过滤，蒸去溶剂。所得固体硅胶柱色谱分离纯化(20g硅胶，流动相CH2Cl2/MeOH(90/10))，得红色固体80mg(产率：64％)。
FAB MS：计算值：C21H20N2O7S M+445；实测值：M+445。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.100mL，流量：0.75mL/min，2mL定量环，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时8分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间17.67分钟。
C.α，α′-二[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-1，4-二甲苯
25℃下将N-(3-胺丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(3.00g，16.8mmol，2.21当量)、DIEA(6.5g，8.8mL，50mmol，6.6当量)、对苯二甲醛(1.02g，7.60mmol)、Na2SO4(10.7g，75.3mmol，9.91当量)和75mL无水MeOH所构成的溶液避光搅拌反应18小时。此后再加入Na2SO4(10.7g，75.3mmol，9.91当量)并继续搅拌反应6小时。过滤，滤液中分批加入NaBH4(1.73g，45.7mmol，6.01当量)，然后于25℃下搅拌21小时。将该混悬液滤过硅藻土并将滤液浓缩。残余物溶于100mL CH2Cl2中，饱和NaHCO3水溶液洗(1×25mL)。有机相用无水Na2SO4干燥，过滤并浓缩，得粘稠油状物。所得产品直接使用。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2.00mL/min，检测波长：260nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间15.8分钟。
D.α，α-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-1，4-二甲苯
25℃下将α，α′-二[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-1，4-二甲苯(2.94g，7.61mmol)、DIEA(2.97g，4.00mL，23.0mmols，3.02当量)、(2-溴甲苯基)硼酸新戊酯(6.50g，23.0mmol，3.02当量)、BHT(5mg，作为抑制剂)和75mL CH2Cl2所构成的溶液避光搅拌反应28小时。此后反应混合物用饱和NaHCO3水溶液洗(1×25mL)。有机萃取液用无水Na2SO4干燥，过滤并浓缩。残余物中加入200mL乙醚，所得混悬液搅拌18小时。过滤，滤饼溶于CH2Cl2中，过滤并将滤液浓缩。向所得残余物中加入150mL乙醚，所得混悬液搅拌18小时，过滤，得1.98g绒毛状粉红色粉末(产率：33％)。
FAB MS：计算值：C46H64B2N4O6[M]+790；实测值：[M+1]+791。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，检测波长：280nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间13.4分钟。
E.含有N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基]-3，4-二羟基-9，10-二氧代-2-蒽磺酰胺(茜素红S单体)和α，α′-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-1，4-二甲苯(二硼酸单体)的丙烯酰胺凝胶的制备
制备含30重量％丙烯酰胺和0.8重量％N，N′-亚甲基二丙烯酰胺的乙二醇溶液。将N-[3-(3-(甲基丙烯酰胺基)丙基)-3，4-二羟基-9，10-二氧代-2-蒽磺酰胺(1.5mg，3.38×10-6mol)、α，α’-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-1，4-二甲苯(28mg，3.54×10-5 mol)和800μL乙二醇单体溶液和40μL 5重量％过硫酸铵水溶液混合。将反应混合物以及由载玻片构成，其中含有一个100μm后不锈钢隔片的模具置于氮气吹扫的手套箱内。向该单体混合物中加入N，N，N’，N’-四甲基亚乙基二胺(40μL，5重量％)促进聚合。将所得反应混合物倒入模具中，氮气保护下放置16小时后，将模具置于磷酸缓冲液(PBS)(pH＝7.4)中，分离载玻片，得到水凝胶薄膜。所得水凝胶薄膜用100mL含有1mM月桂基硫酸钠的PBS溶液洗3天。每天更换一次清洗溶液，然后用DMF/PBS(体积比20/80，3×100mL)洗，最后用PBS(pH＝7.4，3×100mL)洗。所得水凝胶聚合物储存于含有0.2重量％叠氮化钠和1mM EDTA钠盐的PBS(10mM PBS，pH＝7.4)中。
F.葡萄糖和乳酸盐对吸收度的调节作用
测定葡萄糖和乳酸盐对于本实施例所制备指示性水凝胶(其中含有两个识别单元)吸收度的调节作用。与实施例4一样，将丙烯酰胺凝胶置于PMMA样品池中，将含所需量葡萄糖或乳酸钠的磷酸缓冲液(PBS，pH＝7.4)置于37℃水浴中加热，然后加到含凝胶的PMMA池中，PMMA池在37℃下平衡15min。各葡萄糖或乳酸盐浓度组的吸收度测量均进行3次。每次测量中，采用650nm处的吸收度作为空白，A(450nm)和A(530nm)所有测量值均扣除A(650nm)。
图6显示含4mM茜素红S单体和44mM二硼酸单体的丙烯酰胺凝胶(30％)中葡萄糖存在和不存在的情况下的吸收光谱。图7显示葡萄糖对含4mM茜素红S单体和44mM二硼酸单体的丙烯酰胺凝胶(30％)吸收度的影响作用。图8显示乳酸钠对含4mM茜素红S单体和44mM二硼酸单体的丙烯酰胺凝胶(30％)吸收度的影响作用。葡萄糖的存在影响指示剂的吸光系数，乳酸盐的存在基本不影响指示剂的吸光系数。
G.葡萄糖和乳酸盐对于荧光的调节作用
测定葡萄糖和乳酸盐对于基本按实施例6方法制备的丙烯酰胺凝胶(采用1.9mg N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基]-3，4-二羟基-9，10-二氧代-2-蒽磺酰胺和35mg α，α′-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]-1，4-二甲苯)荧光的调节作用。试验在装配有可变温度配件的Shimadzu RF-5301分光荧光计上进行(激发波长470nm：狭缝宽度3/10nm，高灵敏档)，将水凝胶置于载玻片，然后按45°角粘于PMMA荧光检测池中，检测池中加入2.5ml of PBS(pH＝7.4)并加热至37℃。制备葡萄糖的PBS(pH＝7.4)贮液(100mM和500mM)并在水浴中加热至37℃。向PMMA池中周期性定量加入葡萄糖贮液，以时间为函数，监测550nm处的荧光密度(每2分钟监测1次)。同时采用YSI Model 2300 STAT plus葡萄糖分析仪测量PMMA池中葡萄糖的浓度。检测结果列于图9中，该图显示出葡萄糖浓度的增加使得指示性水凝胶荧光强度减弱。图10中也能够观察到相同的效应，在该图中显示了葡萄糖对于相同类型凝胶荧光光谱的影响作用。
出现这种效应的原因推测有以下几种。茜素红S(记录分子)的甲基丙烯酰胺单体中含有邻位二醇官能团和单体官能团(参见以下结构)。在水溶液和有机溶液中，茜素红S和二硼酸酯识别单元单体(参见以下结构)能够相互间发生可逆反应形成硼酸酯。虽然茜素红S单体本身在水溶液和有机溶剂如MeOH中基本不发射荧光，但是这种可逆反应所形成的硼酸酯具有荧光。因此，当结合葡萄糖识别单元后，茜素红S改变了其光学特性，例如吸收度和荧光的量子产额。
含有单体官能团的茜素红S
含有单体官能团的茜素红S和含有单体官能团的葡萄糖识别单元可以与水凝胶和交联剂混合。这一混合物的共聚生成一种多种小分子或中等分子可以渗透的水凝胶；因而能够对被分析物进行检测和定量。被分析物如葡萄糖可以渗透至水凝胶基质中并置换出原先与识别单元结合的记录分子。这种情况造成水凝胶膜的光学性质发生了改变，因为此时水凝胶膜中未与识别单元结合的记录分子的数目增多。
测量葡萄糖和乳酸盐对于本发明所制备指示性化合物(其中含有两个识别基团)荧光的调节作用。试验在装配有可变温度配件的Shimadzu RF-5301分光荧光计上进行(激发波长470nm：狭缝宽度3/10nm，低灵敏档)，将丙烯酰胺凝胶置于一片以45°角粘于PMMA荧光检测池中的载玻片上，检测池中加入2.5ml的PBS(pH＝7.4)并在水浴中加热至37℃。制备乳酸钠的PBS(pH＝7.4)贮液(100mM)并在水浴中加热至37℃。制备葡萄糖的PBS(pH＝7.4)贮液(100mM和500mM)并在水浴中加热至37℃。向PMMA池中周期性定量加入加热的乳酸盐贮液，以时间为函数，监测550nm处的荧光密度(每2分钟监测1次)，直到乳酸盐浓度达8mM为止。然后向PMMA池中周期性定量加入葡萄糖贮液，以时间为函数，监测550nm处的荧光密度(每2min监测1次)。同时采用YSI Model 2300STAT+葡萄糖分析仪测量PMMA池中葡萄糖的浓度。检测结果列于图11中，该图显示出乳酸盐的加入对指示性水凝胶的荧光密度影响不大，但是随后加入的葡萄糖使得指示性水凝胶的荧光密度下降。
实施例7
二硼酸酯蒽的单甲基丙烯酰胺单体
A.9-氯甲基-10-[[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]-甲基]蒽盐酸盐
向9，10-二(氯甲基)蒽(5.18g，18.8mmol，3.99当量)和200mLNMP构成的混悬液中加入2-(2-氨基乙氧基)乙醇(0.495g，0.475mL，4.71mmol)。反应混合物避光搅拌反应17小时。此后50℃下将反应混合物减压浓缩至约50mL。残余物硅胶柱色谱分离纯化(150g粗硅胶，0-10％CH3OH/CH2Cl2)，得桔黄色固体0.425g(产率：24％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.72，展开剂：70/30CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察，茚三酮显色。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2mL/min，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间16.1分钟。
B.9-[[2-(2-羟 基乙氧基)乙基氨基]-甲基]-10-[[(3-甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-蒽
23℃下向9-氯甲基-10-[[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]-甲基]蒽盐酸盐(3.08g，17.2mmol，4.2当量)、DIEA(5.19g，7.00mL，40.1mmol，9.8当量)、约3mg BHT和125mL CHCl3所构成的混悬液中滴加9-氯甲基-10-[[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]-甲基]蒽盐酸盐(1.56g，4.10mmol)和25mLCHCl3所构成的溶液。此后反应混合物避光搅拌反应92小时。过滤，饱和NaHCO3水溶液(2×40mL)洗。有机萃取液用无水Na2SO4干燥，过滤并浓缩，得粘性黄色固体，氧化铝柱色谱分离纯化(50g活化中性氧化铝，0-5％CH3OH/CH2Cl2)，得黄色固体0.364g(产率：20％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf0.16，展开剂：70/30CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察，茚三酮显色。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2mL/min，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间16.85分钟。
C.9-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]-甲基]蒽(单甲基丙烯酰胺单体)
23℃将9-[[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]-甲基]-10-[[(3-甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-蒽(0.343g，0.763mmol)、DIEA(0.965g，1.30mL，9.8当量)、(2-溴甲苯基)硼酸新戊酯(1.09g，3.85mmol，5.0当量)和20mLCHCl3所构成的溶液避光搅拌反应25小时。此后首先用旋转蒸发将反应混合物浓缩，然后用真空泵抽去DIEA。残余物氧化铝柱色谱分离纯化(40g活化中性氧化铝，0-10％CH3OH/CH2Cl2)，得黄色固体0.299g(产率：46％)。如上所述，该化合物与适当的单体共聚，脱保护，然后用于葡萄糖的检测。
FAB MS：计算值C51H65B2N3O7[M]+854，实测值：[M+1]+855。
TLC：Merck碱性氧化铝板，Rf 0.35，展开剂：95/5CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Vydac 201TP色谱柱(10×250mm)，进样量：0.100mL，流量：2mL/min，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间19.7分钟。
实施例8
二硼酸酯蒽的双甲基丙烯酰胺单体
A.9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽
0℃下将9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]-蒽(0.100g，0.120mmol；参见实施例2)、甲基丙烯酸(0.112g，0.110mL，1.30mmol，10.8当量)、DCC(0.316g，1.53mmol，12.8当量)、N，N-二甲基氨基吡啶(0.014g，0.11mmol，0.92当量)和5mL CH2Cl2所构成的溶液搅拌反应1小时，此后于23℃下搅拌反应22小时。过滤，旋转蒸发浓缩。残余物氧化铝柱色谱分离纯化(30g活化中性氧化铝，0-2％CH3OH/CH2Cl2)，得黄色固体0.030g(产率：26％)。如上所述，该化合物与适当的单体共聚，脱保护，然后用于葡萄糖的检测。
FAB MS：计算值：C56H70B2N2O10[M]+953；实测值：[M]+951(分子离子峰弱)。
TLC：Merck碱性氧化铝板，Rf 0.67，展开剂：95/5CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，2mL定量环，检测波长：370nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间19.6分钟。
实施例9
双5-胺基戊基二硼酸酯-蒽
A.9，10-二[[5-(t-BOC)-氨基戊基氨基]甲基]-蒽
在45℃将9，10-二(氯甲基)蒽(0.28g，1mmol)、DIEA(7.0mL，40mmol)、单叔丁氧羰基-1，5-二氨基戊烷(3.75g，10mmol)和50ml CHCl3所构成的混悬液避光搅拌反应2天。反应液用饱和NaHCO3水溶液洗，有机相干燥(Na2SO4)并蒸去溶剂。残余物氧化铝柱色谱分离纯化(40g活化中性氧化铝，95/5体积％CH3OH/CH2Cl2)，得粘稠油状物0.55g。产品直接用于下一步反应。
B.9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[5-(t-BOC)-氨基戊基氨基]甲基]-蒽
25℃下将9，10-二[[5-(t-BOC)-氨基戊基氨基]甲基]-蒽(0.3g，0.49mmol)，DIEA(0.35mL，2mmol)，(2-溴甲苯基)硼酸新戊酯(0.566g，2.0mmol)和20mL CH2Cl2构成的溶液避光搅拌反应2天。此后反应混合物减压浓缩，残余物氧化铝柱色谱分离纯化(60g活化中性氧化铝，98/2体积％CH3OH/CH2Cl2)，得黄色油状物0.401g。产品直接用于下一步反应。
C.9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[5-氨基戊基氨基]甲基]-蒽三氟乙酸盐
将9，10-二[N-[2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]-N-[5-(t-BOC)-氨基戊基氨基]甲基]-蒽(0.4g，0.39mmol)溶于20ml of CH2Cl2/TFA(80/20体积％)中。搅拌反应12小时，蒸去溶剂，残余物用乙醚洗。共得373mg固体(产率：72％)。RP-HPLC分析产品纯度约80％。如上所述，该化合物与适当的单体共聚，脱保护，然后用于葡萄糖的检测。
HPLC条件：HP1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.050mL，流量：0.75mL/min，检测波长：360nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间16.0分钟。
实施例10
A.N-2-(叔丁氧羰基)氨基乙基-4-溴萘-1，8-二甲酰亚胺
将N-t-Boc-亚乙基二胺(Fluka，1.6g，10mmol)和4-溴-1，8-萘二甲酸酐(Aldrich，2.77g，10mmol)与60ml无水乙醇混合，混悬液于60℃下搅拌反应20小时，冷却至室温，过滤。所得固体用30ml冷EtOH洗，真空干燥。得3.84g产品(产率：91％)。
NMR(CDCl3)：1.28(9H，s)；3.52(2H，t)；4.35(2H，t)；4.92(1H，s)；7.84(1H，t)；8.04(1H，d)；8.42(1H，d)；8.58(1H，d)；8.67(1H，d).
B.N-2-(叔丁氧羰基)氨基乙基-4-(N’-甲基氨基乙基氨基)萘-1，8-二甲酰亚胺
将N-亚乙基二胺(1.48g，20mmol)与2ml的1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合，然后加入N-2-(叔丁氧羰基)氨基乙基-4-溴萘-1，8-二甲酰亚胺(0.35g，0.845mmol)。所得反应液于45℃下搅拌反应40小时，此后减压蒸去NMP和N-亚乙基二胺。残余物柱色谱分离纯化(20g硅胶，首先采用CH2Cl2/MeOH(90/10)洗脱，然后换为CH2Cl2/MeOH/Et3N(75/20/5))。得黄色固体(0.311g，产率89％)。纯度由RP-HPLC确定。
C.N-氨基乙基-4-(N’-氨基亚乙基-N”-[2-(二羟硼基)苄基]甲基氨基)萘-1，8-二甲酰亚胺三氟乙酸盐
将N-2-(叔丁氧羰基)氨基乙基-4-(N’-甲基氨基乙基氨基)萘-1，8-二甲酰亚胺0.3g，0.73mmol)、2-溴甲苯基硼酸频哪醇酯(0.6g，2mmol)、N，N-二异丙基-N-乙胺(1.3ml，8mmol)和10ml的CH2Cl2混合。反应液搅拌反应20小时，然后加入2g PS-Trisamine树脂(Argonaut Technologies，3.38mmol/g)。将反应混合物和树脂搅拌10小时，然后过滤除去树脂，CH2Cl2洗(2×20ml)。合并CH2Cl2溶液，减压下蒸干。向所得黄色残余物中加入含有20体积％TFA和5体积％三异丙基硅烷的二氯甲烷溶液。所得溶液于室温下搅拌反应10小时，此后蒸去溶剂，残余物用乙醚研磨得黄色固体。将固体滤出并真空干燥(得产品580mg)。产品纯度由RP-HPLC确定。该固体直接用于下一步反应。
D.N-(3-二羟硼基-5-硝基苯甲酰胺基)乙基-4-(N’-氨基亚乙基-N”-[2-(二羟硼基)苄基]甲基氨基)萘-1，8-二甲酰亚胺
将N-氨基乙基-4-(N’-氨基亚乙基-N”-[2-(二羟硼基)苄基]甲基氨基)萘-1，8-二甲酰亚胺三氟乙酸盐(0.225g，0.4mmol)、3-羧基-5-硝基苯基硼酸(0.085g，0.4mmol)、二苯基膦酰叠氮(0.13ml，0.6mmol)和2ml无水DMF混合。加入N，N-二异丙基-N-乙胺(0.7ml，4mmol)，反应液搅拌反应20小时。向反应混合物中加入乙醚(10ml)，分出不溶性物质，加入CH2Cl2，超声处理得黄色固体，过滤并真空干燥(得产品38mg，产率15％)。固体的品纯度由RP-HPLC确定。
NMR(dmso-d6/D2O，90/10)：δ2.32(3H，s)；2.82(2H，t)；3.58(2H，t)；3.65(2H，t)，3.70(2H，s)；6.65(1H，d)；7.0-7.3(4H，m)；7.68(1H，t)；8.18(1H，d)；8.42(1H，d)；8.47(1H，d)；8.1-8.35(3H，m).
E.通过监测荧光检验N-(3-二羟硼基-5-硝基苯甲酰胺基)乙基-4-(N’-氨基亚乙基-N”-[2-(二羟硼基)苄基]甲基氨基)萘-1，8-二甲酰亚胺和葡萄糖间的相互作用
该试验在MeOH/磷酸缓冲液(PBS，10mM，pH＝7.4)中进行。N-(3-二羟硼基-5-硝基苯甲酰胺基)乙基-4-(N’-氨基亚乙基-N”-[2-(二羟硼基)苄基]甲基氨基)萘-1，8-二甲酰亚胺的在MeOH/PBS，(50/50vol.％)中的浓度为15M。葡萄糖浓度在0mM至50mM之间，L-乳酸钠的浓度在0mM至7mM之间。试验在Shimadzu RF-5301PC分光荧光计中进行。激发波长：430nm，检测480-650nm范围内的发射光，狭缝宽度3/1.5nm，PMT为高灵敏档。
试验结果在图12和13中显示，表明本实施例中的指示剂的荧光受葡萄糖存在的影响，但是不受乳酸盐存在的影响。
实施例11
6-(环己基甲酰胺基)己胺指示剂单体
A.9-[N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-N-[(6-胺基己基胺基)甲基]蒽
向3-胺基丙基甲基丙烯酰胺(0.775g，5.45mmol，10.0当量)、叔丁基-N-(6-胺基己基)氨基甲酸酯(1.18g，5.45mmol，10.0当量)、几粒BHT和200mL CHCl3所构成的溶液中加入9，10-二(氯甲基)蒽(0.150g，0.545mmol)。此后于室温下将反应混合物避光搅拌反应4天。然后蒸去CHCl3，残余物溶于100mL乙醚中。有机相用饱和NaHCO3水溶液(8×125mL)和磷酸缓冲液(0.4M，pH 7.0，5×200mL)萃取。加入Na2CO3(饱和水溶液)将合并后的磷酸缓冲液的pH调整为11，CH2Cl2萃取(5×300mL)。合并有机相，浓缩，残余物溶于5mL 20％TFA的CH2Cl2溶液。反应混合物室温搅拌反应2小时。饱和NaHCO3水溶液(4×10mL)萃取。加入Na2CO3(饱和水溶液)将合并后的磷酸缓冲液的pH调整为11，CH2Cl2萃取(4×75mL)。合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，减压浓缩，得产品0.068g(产率：27％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.16，展开剂：70/30CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察(脱保护之前)。Rf 0.27，展开剂：85/14.5/0.5CH2Cl2/CH3OH/iPrNH2，UV(254/366)下观察(最终产品)。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(8×100mm)，进样量：0.100mL，流量：0.75mL/min，0.400mL定量环，检测波长：360nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间15.5分钟。
B.9-[N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]甲基]蒽
室温下向9-[N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-N-[(6-胺基己基胺基)甲基]蒽(1.68g，3.63mmol)、几粒BHT和20mL CH2Cl2所构成的溶液中滴加环己甲酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯(0.845g，3.76mmol，1.03当量)，耗时1小时。然后于室温下将反应液避光搅拌反应16小时。减压浓缩反应混合物，残余物溶于105mL乙醚/CH2Cl2(90/15)溶液中。有机相用磷酸缓冲液(0.4M，pH 7.0)萃取(4×225mL)。加入Na2CO3(饱和水溶液)将合并后的磷酸缓冲液的pH调整为11，CH2Cl2萃取(6×500mL)。合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，减压浓缩，得产品1.2g(产率：60％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.30，展开剂：85/14.5/0.5 CH2Cl2/CH3OH/iPrNH2，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(8×100mm)，进样量：0.100mL，流量：0.75mL/min，0.400mL定量环，检测波长：360nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间17.4分钟。
C.9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]-甲基]蒽
室温下将9-[N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]甲基]蒽(1.0g，1.8mmol)、DIEA(1.81g，2.44mL，14.0mmol，7.8当量)、2-溴甲苯基硼酸辛戊酯(2.14g，7.20mmol，4.0当量)、几粒BHT和30mL CHCl3所构成的溶液避光搅拌反应60小时。此后将反应混合物浓缩，将所得(9-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]-甲基]蒽悬浮于150mL乙醚中。有机相用磷酸缓冲液洗(0.4M，pH 7.0，4×50mL)，有机相浓缩，残余物溶于含有200mL 0.1N盐酸水溶液的乙醚中。水相用1/1乙醚/乙酸乙酯洗(3×50mL)，加入Na2CO3(饱和水溶液)将pH调整为11，CH2Cl2萃取(3×150mL)。合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，减压浓缩，得红色有状物，溶于乙醚再减压浓缩，得黄色固体1.17g(产率：85％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf 0.59，展开剂：80/20CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(8×100mm)，进样量：0.100mL，流量：0.75mL/min，0.400mL定量环，检测波长：360nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间19.6分钟。
1H NMR(9∶1 d6-丙酮/D2O)：δ0.90(m，2H)，1.03(m，2H)，1.18-1.30(m，6H)，1.35-1.48(4H)，1.62(m，1H，O＝C-CH(CH2)CH2)，1.66-1.75(m，7H)，1.77(m，2H，N-CH2-CH2-CH2-N)，2.52(m，2H，N-CH2-CH2-)，2.63(m，2H，N-CH2-CH2-)，2.98(m，4H，-CH2-NH-C＝O)，3.98(s，4H，苯-CH2-N)，4.57(s，2H，蒽-CH2-N)，4.59(s，2H，蒽-CH2-N)，5.20(t，1H，J＝1.5Hz，C＝CH2)，5.46(s，1H，C＝CH2)，7.4-7.5(m，8H，Ar-H)，7.52(m，2H，Ar-H)，7.95(m，2H，Ar-H)，8.23(m，4H，Ar-H)
D.含有9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]-甲基]蒽的N，N-二甲基丙烯酰胺水凝胶
制备含有N，N-二甲基丙烯酰胺(40重量％)和N，N’-亚甲基二丙烯酰胺(0.8重量％)的磷酸缓冲溶液(pH＝7.4，200mM)。将9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]-甲基]蒽(18mg，2.15×10-5 mol)，60mg果糖和2mL MeOH混合。对溶液超声处理直至果糖溶解，随后将溶液蒸干得固体。向所得固体中加入1mL含有单体的磷酸缓冲溶液。超声处理10分钟后，溶液滤过0.2μM PTFE膜。加入过硫酸铵水溶液(20μL，5重量％)，所得溶液置于氮气吹扫的手套箱中。向该单体混合物中加入N，N，N’，N’-四甲基亚乙基二胺(40μL，5重量％)水溶液促进聚合。将所得反应混合物倒入由载玻片构成，其中含有一个100μm厚不锈钢隔片的模具中，氮气保护下放置8小时后，将模具置于磷酸缓冲液(PBS)(pH＝7.4)中，分离载玻片，取出水凝胶。所得水凝胶用100mL含有1mM月桂基硫酸钠和1mM EDTA四钠盐的PBS溶液洗3天。每天更换一次清洗溶液，然后用EtOH/PBS(体积比20/80，3×100mL)洗，最后用PBS(pH＝7.4，3×100mL)洗。所得水凝胶膜储存于含有0.2重量％叠氮化钠和1mM EDTA四钠盐的PBS(10mM PBS，pH＝7.4)中。
E.葡萄糖对于荧光的调节作用
测定葡萄糖和乳酸盐对于本实施例在制备的6-(环己基甲酰胺基)己胺指示剂/DMA水凝胶膜荧光的调节作用。图14显示水凝胶膜在含有0-20mM α-D-葡萄糖，0-10mM L-乳酸钠，以及在4mM L-乳酸钠存在下，0-20mMα-D-葡萄糖的PBS(pH 7.4，其中含有0.02％NaN3和1mM EDTA)溶液中的相对荧光发射(I@430nm)。将水凝胶(厚100μm，直径8mm)按45°角置于PMMA荧光检测池中。所有试验在Shimadzu RF-5301分光荧光计上进行(激发波长370nm：狭缝宽度3nm，激发波长430nm：狭缝宽度3nm，PMT为低灵敏档)。采用YSIModel 2300STAT+葡萄糖分析仪测量PMMA池中葡萄糖和L-乳酸钠的浓度。误差条图为各数据点三次测量数据的标准偏差。葡萄糖的存在影响荧光，乳酸盐的存在则不影响。并且乳酸盐的存在(4mM)对于0-20mM葡萄糖标准曲线影响不大。
实施例12
2-(羧乙基)胺指示剂单体
化学名：
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽(未被保护)
分子式：C40H45B2N3O7
MW：701.4
外观：淡黄色粉末
溶解性：PBS/甲醇，甲醇，乙醇，氯仿，二氯甲烷
被保护的指示剂：
9-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽
I.合成
A.9-[N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(叔丁氧羰基)乙基氨基]甲基]蒽
向3-胺丙基甲基丙烯酰胺(12.9g，90.7mmol，4.99当量)、β-丙氨酸叔丁酯(13.2g，90.9mmol，5.00当量)、几粒BHT和700mL CHCl3所构成的溶液在加入9，10-二(氯甲基)蒽(5.00g，18.2mmol)。此后于30℃下将反应混合物避光搅拌反应88小时。蒸去CHCl3，残余物溶于500mL乙醚中。溶液搅拌1小时后盐从溶液中沉淀出来。过滤，滤液用饱和NaHCO3水溶液洗(10×350mL)。乙醚相用磷酸缓冲液萃取(0.2M，pH 6.5，6×350mL)。加入Na2CO3(饱和水溶液)将合并后的磷酸缓冲液的pH调整为11-12，CH2Cl2萃取(6×500mL)。合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，减压浓缩，得油状粗产品。粗产品硅胶柱色谱分离纯化(50g闪柱硅胶，0-5％MeOH/CH2Cl2梯度洗脱)，得粘性黄色固体2.04g(产率：23％)。
TLC：Merck硅胶60板，Rf0.29，展开剂：90/10CH2Cl2/CH3OH，UV(254/366)下观察，茚三酮显色。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(8×100mm)，进样量：0.100mL，流量：0.75mL/min，0.400mL定量环，检测波长：360nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间17.60分钟。
B.9-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[2-(叔丁氧羰基)乙基氨基]甲基]蒽
室温下将9-[N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(叔丁氧羰基)乙基氨基]甲基]蒽(1.5g，3.1mmol)、DIEA(3.16g，4.26mL，24.4mmol，7.9当量)、2-溴甲苯基硼酸频哪醇酯(3.64g，12.2mmol，3.9当量)、几粒BHT和50mL CHCl3所构成的溶液避光搅拌反应16小时。此后将反应混合物浓缩，残余物悬浮于200mL乙醚中。乙醚相用磷酸缓冲液萃取(0.2M，pH 7.0，3×125mL)，无水Na2SO4干燥，减压浓缩得粗产品。残余物在己烷中研磨得白色固体2.14g(产率：76％)。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.200mL，流量：0.75mL/min，1.500mL定量环，检测波长：280nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间19.2分钟。
C.9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)氨基]甲基]蒽
室温下将9-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[2-(叔丁氧羰基)乙基氨基]甲基]蒽(0.294g，0.319mmol)和5mL的20％TFA/CH2Cl2所构成的溶液避光搅拌反应22小时。此后将反应液浓缩，残余物在乙醚研磨。将残余物溶于5mL 90∶10丙酮/水中并搅拌2小时。将反应混合物浓缩，残余物在水和PBS(pH 7.4，含有0.02％NaN3和1mM EDTA)在研磨，得到浅黄色固体0.062g(产率：28％)。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.100mL，流量：0.75mL/min，1.500mL定量环，检测波长：280nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间17.4分钟。
FAB MS：基质为甘油；计算值：C46H53B2N3O7(二甘油加合物)[M]+813，实测值：[M+2]+815。
D.含有9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽的水凝胶
制备含有N，N-二甲基丙烯酰胺(40重量％)和N，N’-亚甲基二丙烯酰胺(0.8重量％)的磷酸缓冲溶液(pH＝7.4，200mM)。将9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽(14mg，2.0×10-5mol)，60mg果糖和2mLMeOH混合。对溶液超声处理直至果糖溶解，随后将溶液蒸干得固体。向所得固体中加入1mL含有单体的磷酸缓冲溶液。超声处理10分钟后，溶液滤过0.2μM PTFE膜。加入过硫酸铵水溶液(20μL，5重量％)，所得溶液置于氮气吹扫的手套箱中。向该单体混合物中加入N，N，N’，N’-四甲基亚乙基二胺(40μL，5重量％)水溶液促进聚合。将所得反应混合物倒入由载玻片构成，其中含有一个100μm厚不锈钢隔片的模具中，氮气保护下放置8小时后，将模具置于磷酸缓冲液(PBS)(pH＝7.4)中，分离载玻片，取出水凝胶。所得水凝胶用100mL含有1mM月桂基硫酸钠和1mM EDTA四钠盐的PBS溶液洗3天。每天更换一次清洗溶液，然后用EtOH/PBS(体积比20/80，3×100mL)洗，最后用PBS(pH＝7.4，3×100mL)洗。所得水凝胶膜储存于含有0.2重量％叠氮化钠和1mM EDTA四钠盐的PBS(10mM PBS，pH＝7.4)中。
II.葡萄糖对于荧光的调节作用
测定葡萄糖和乳酸盐对于本实施例在制备的2-(羧乙基)胺指示剂/DMA水凝胶膜荧光的调节作用。图15显示水凝胶膜在含有0-20mMα-D-葡萄糖、0-10mM L-乳酸钠、以及在3mM L-乳酸钠存在下，0-20mMα-D-葡萄糖的PBS(pH 7.4，其中含有0.02％NaN3和1mMEDTA)溶液中的相对荧光发射(I@430nm)。将水凝胶(厚100μm，直径8mm)按45°角置于PMMA荧光检测池中。所有试验在Shimadzu RF-5301分光荧光计上进行(激发波长370nm：狭缝宽度3nm，激发波长430nm：狭缝宽度3nm，PMT为低灵敏档)。采用YSIModel 2300STAT plus葡萄糖分析仪测量PMMA池中葡萄糖和L-乳酸钠的浓度。图中为各数据点三次测量数据的平均值。葡萄糖的存在影响荧光，乳酸盐的存在则不影响。并且乳酸盐的存在(3mM)对于0-20mM葡萄糖标准曲线影响不大。
实施例13
含有两个可检测片断的葡萄糖荧光指示剂
化学名：
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(N-6-(9-蒽基甲酰胺基)己胺羰基)乙基氨基]甲基]蒽(未被保护)
分子式：C73H87B2N5O7
MW：1168
外观：浅黄色粉末
溶解性：PBS/甲醇，甲醇，乙醇，氯仿，二氯甲烷
频哪醇保护的化合物：
9-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(N-6-(9-蒽基甲酰胺基)己胺羰基乙基氨基甲基]蒽
I.合成
A.9-蒽酰氯
将蒽-9-甲酸(1.2g，5.4×10-3mol)与15ml亚硫酰氯混合。溶液回流反应2小时，蒸去挥发性成份。所得固体于高真空下干燥24小时，得1.3g产品(定量反应)。产品直接用于下一步反应中。
B.N-(6-氨基己基)-蒽-9-甲酰胺盐酸盐
0℃下，将9-蒽酰氯(1.3g，5.4mmol)和50ml无水CH2Cl2所构成的溶液滴加至11.6g 1，6-亚己基二胺(100mmol)和100ml的CH2Cl2所构成的溶液中。反应液于0℃下搅拌反应1小时，此后任其升至室温并搅拌过夜。蒸去溶剂，残余物中加入200ml水。对该混合物超声并搅拌1小时，过滤。过滤所得固体真空干燥24小时。向该固体中加入MeOH(50ml)和2ml浓盐酸，然后蒸去MeOH。所得固体用热CH2Cl2/MeOH(90/10vol.％)洗，MeOH重结晶。得产品0.51g(产率：26％)。采用HPLC确定产品的纯度。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.1mL，流量：0.75mL/min，2mL定量环，检测波长：280nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间16.5分钟。
C.9-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(N-6-(9-蒽基甲酰胺基)己胺羰基乙基氨基甲基)蒽
将9-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[2-羧乙基氨基]甲基]蒽(40mg，4.5×10-5 mol)与N-(6-氨基己基)-蒽-9-甲酰胺盐酸盐(20mg，5.6×10-5 mol)、二苯基膦酰叠氮(15.4mg，5.6×10-5 mol)和2ml DMF混合。向该混合物在加入二异丙基乙胺(39 20μL，2.44×10-4 mol)，反应液室温搅拌反应24小时。高真空下蒸去DMF，残余物溶于50ml of EtOAc中，水洗(3×10ml)。分出EtOAc溶液，干燥(Na2SO4)，蒸去溶剂得固体46mg(产率：87％)。采用HPLC确定产品的纯度。
HPLC条件：HP 1100HPLC色谱仪，Waters NovaPak HR C18色谱柱(5×100mm)，进样量：0.1mL，流量：0.75mL/min，2mL定量环，检测波长：280nm，A＝水(含0.1％HFBA)，B＝MeCN(含0.1％HFBA)，梯度淋洗条件：10％B 2分钟，10-80％B用时18分钟，80-100％B用时2分钟，100％B 2分钟，保留时间20.42分钟。
FAB MS，基质为甘油：计算值：C67H75B2N5O9(二甘油加合物)[M]+＝1116，实测值：[M+1]+＝1117.
II.葡萄糖对于固定于水凝胶膜上的指示剂荧光的影响作用含有葡萄糖指示剂的HEMA/甲基丙烯酸水凝胶的制备
制备含有50重量％2-羟乙基甲基丙烯酸酯(4.75g)和甲基丙烯酸(0.25g)的磷酸缓冲液(pH＝7.4，200mM)。将葡萄糖指示剂(11mg，1.0×10-5mol)、60mg果糖和2mL MeOH混合。对溶液超声处理直至果糖溶解，随后将溶液蒸干得固体。向所得固体中加入1mL含有单体的磷酸缓冲溶液。超声处理10分钟后，溶液滤过0.2μM PTFE膜。加入过硫酸铵水溶液(20μL，5重量％)，所得溶液置于氮气吹扫的手套箱中。向该单体混合物中加入N，N，N’，N’-四甲基亚乙基二胺(40μL，5重量％)水溶液促进聚合。将所得反应混合物倒入由载玻片构成，其中含有一个100μm厚不锈钢隔片的模具中，氮气保护下放置8小时后，将模具置于磷酸缓冲液(PBS)(pH＝7.4)中，分离载玻片，取出水凝胶。所得水凝胶用100mL含有1mM月桂基硫酸钠和1mM EDTA四钠盐的PBS溶液洗3天。每天更换一次清洗溶液，然后用EtOH/PBS(体积比20/80，3×100mL)洗，最后用PBS(pH＝7.4，3×100mL)洗。所得水凝胶膜储存于含有0.2重量％叠氮化钠和1mM EDTA四钠盐的PBS(10mM PBS，pH＝7.4)中。
葡萄糖和L-乳酸钠对于含有葡萄糖指示剂的水凝胶膜的影响作用
试验在装配有可变温度配件的Shimadzu RF-5301 PC分光荧光计上进行(激发波长370nm：狭缝宽度3/3nm，PMT为低灵敏档，扫描400-600nm范围内的发射光)。采用YSI Model 2300 STAT plus葡萄糖分析仪测量PMMA池中葡萄糖和L-乳酸钠的浓度。
将水凝胶膜(厚100μm，圆形-直径8mm)按45°角置于PMMA荧光检测池中。磷酸缓冲液(PBS，pH 7.4)中含有与定量的葡萄糖、L-乳酸钠、以及同时含有L-乳酸钠和葡萄糖，将磷酸缓冲液在水浴中加热至37℃，然后放入装有水凝胶的PMMA池中。每次加样后PMMA池在37℃下平衡45分钟。每个葡萄糖/乳酸盐浓度点取两个样品进行荧光密度的测量，对测量值进行平均，用于绘制标准曲线。得到葡萄糖、L-乳酸盐以及在3mM L-乳酸钠存在下葡萄糖的标准曲线(430nm荧光强度-浓度)，结果显示于图16中。
实施例14
6-(3-羧基丙酰胺基)己基氨基指示剂单体
频哪醇保护的化合物：
9-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-[2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基]-N-[6-(3-羧基丙酰胺基)己基氨基]甲基]蒽
未保护的化合物
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(3-羧基丙酰胺基)己基氨基]甲基]蒽合成：
合成方法与实施例11类似，采用9-[N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-N-[6-(己基氨基)甲基]蒽作为起始原料。与实施例11使用的环己基甲酸N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯不同，起始原料与琥珀酸单甲酯的NHS酯反应。为完成合成需要增加一个碱性水解步骤。
实施例15
可见光激发的葡萄糖指示剂/单体
化学名：
N-(3-甲基丙烯酰胺基丙基)-4-[2-N-[[2-(二羟硼基)苄基]-[6-(N-[2-(二羟硼基)苄基]-6-N-(3-羧基丙酰胺基)氨基己基)]氨基乙基胺基]萘-1，8-二甲酰亚胺
分子式：C47H60B2N6O10
M.W.：890
该化合物按以下方法合成：
实施例16
另一种可见光激发的葡萄糖指示剂/单体
化学名：
N-丁基-4-[2-N-[[2-(二羟硼基)苄基]-[6-(N-[2-(二羟硼基)苄基]-6-N-(2-甲基丙烯酰胺基乙基)氨基己基)]氨基乙基胺基]萘-1，8-二甲酰亚胺
分子式：C44H57B2N5O7
M.W.：789.5
该化合物按以下方法合成：
Claims (34)
1、一种从可能含有α-羟基酸或β-二酮的样品中检测葡萄糖的存在或浓度的方法，其包括：
a)将样品与含有至少两个葡萄糖识别单元的化合物接触，识别单元的取向使得化合物与葡萄糖间的相互作用比化合物与α-羟基酸或β-二酮的相互作用更加稳定，所述化合物中还含有一种可检测片断，当所述化合物与所述样品中葡萄糖接触时，该片断的可检测性质以浓度依赖的方式改变，和
b)检测所述可检测性质的任何改变以确定所述样品中葡萄糖的存在或浓度，其中α-羟基酸或β-二酮的存在不明显影响所述检测。
2、如权利要求1所述的方法，其中所述化合物具有如下结构：
其中：
-R1和R2相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)可检测片断，或者iv)种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R3为氢或能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R4和R5相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)可检测片断，或者iv)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个Z相互独立地为碳或氮；
-R6和R7相同或不同，并且是i)含有0至10个连续或分支碳和/或杂原子的连接基团，或ii)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R选自：i)含有1至10个连续原子的脂肪和/或芳族间隔基，其中所述原子选自碳、氧、氮和磷，ii)可检测片断，或iii)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个R8相同或不同，并且是一种能够与葡萄糖中存在的邻二羟基反应的片断；和
-R9和R10相同或不同，且选自：i)氢；ii)可检测片断；iii)一个基团，该基团是a)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断，和/或b)包含能够改变所述化合物的物理性质的官能团；
前提条件是该指示性化合物包含至少一个与其连接的可检测片断。
3、如权利要求2所述的方法，其中R8选自硼酸、硼酸根离子、亚砷酸、亚砷酸根离子、碲酸、碲酸根离子、锗酸、锗酸根离子及其组合。
4、如权利要求3所述的方法，其中各R8为硼酸基。
5、如权利要求2所述的方法，其中所述化合物含有至少两个相互间能够传递能量的可检测片断，而且所述能量传递受样品中葡萄糖存在的调节。
6、如权利要求2所述的方法，其中R、R1、R2、R4、R5、R9或R10中至少有一个基团含有荧光团片断，并且这些基团中至少有一个基团含有猝灭片断，当所述化合物与样品中葡萄糖相互作用时，所述荧光团猝灭或去猝灭。
7、如权利要求2所述的方法，其中所述化合物包含荧光团，而且该荧光团的荧光受所述化合物和葡萄糖间相互作用的调节。
8、如权利要求1所述的方法，其中所述样品为生源性液体。
9、如权利要求8所述的方法，其中所述生源性液体选自血液、血浆、血清、组织间液、脑脊髓液、尿液、唾液、眼内液、淋巴液、泪液、汗液以及生源性缓冲液。
10、如权利要求1所述的方法，其中所述化合物暴露于液体样品中。
11、如权利要求1所述的方法，其中所述化合物被固定于固体载体之上或其中。
12、如权利要求11所述的方法，其中所述固体载体为聚合物基质。
13、如权利要求1所述的方法，其中所述化合物与一种可植入装置相连接，并在步骤a)中将其置于体内。
14、如权利要求2所述的方法，其中R为蒽基；R1、R2、R3、R4和R5为氢；R6和R7为二甲基氨基；各R8为硼酸基；R9和R10的一个或二个为脂肪族羧基，各个Z为碳原子。
15、如权利要求14所述的方法，其中R9和R10的一个或二个为丙酸基。
16、如权利要求2所述的方法，其中R为1，6-亚己基；R1、R2、R3、R4和R5为氢；R6和R7为二甲基氨基；各R8为硼酸基；R9为萘二酰亚胺基，R10为二甲基氨基苄基，各个Z为碳原子。
17、如权利要求2所述的方法，其中R为蒽基；R1、R2、R3、R4和R5为氢；R6和R7为二甲基氨基；各R8为硼酸基；R9和R10相同或不同，并选自甲基丙烯酰胺基烷基、甲基丙烯酰氧基乙氧基烷基、羟乙氧基烷基、和氨基烷基；各个Z为碳原子。
18、如权利要求2所述的方法，其中所述化合物选自：
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-乙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]-甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[5-胺基戊胺基]-甲基]蒽；以及
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(N-6-(9-蒽甲酰胺基)己基氨基羰基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(3-羧基丙酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
N-(3-甲基丙烯酰胺基丙基)-4-[2-N-[[2-二羟硼基苄基]-[6-(N-[2-二羟硼基苄基]-6-N-(3-羧基丙酰胺基乙基)氨基己基)]胺基乙基氨基]萘-1，8-二甲酰亚胺；
N-丁基-4-[2-N-[[2-二羟硼基苄基]-[6-(N-[2-二羟硼基苄基]-6-N-(2-甲基丙烯酰胺基乙基)氨基己基)]胺基乙基氨基]萘-1，8-二甲酰亚胺；以及这些化合物的盐。
19、一种化合物，其结构如下：
其中：
-R1和R2相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)可检测片断，或者iv)种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R3为氢或能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R4和R5相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)可检测片断，或者iv)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个Z相互独立地为碳或氮；
-R6和R7相同或不同，并且是i)含有0至10个连续或分支碳和/或杂原子的连接基团，或ii)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R选自：i)含有1至10个连续原子的脂肪和/或芳族间隔基，其中所述原子选自碳、氧、氮和磷，ii)可检测片断，或iii)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个R8相同或不同，并且是一种能够与葡萄糖中存在的邻二羟基反应的片断；和
-R9和R10相同或不同，且选自：i)氢；ii)可检测片断；iii)一个基团，该基团是a)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断，和/或b)包含能够改变所述化合物的物理性质的官能团；
前提条件是该指示性化合物包含至少一个与其连接的可检测片断。
20、如权利要求19所述的化合物，其中R8选自硼酸、硼酸根离子、亚砷酸、亚砷酸根离子、碲酸、碲酸根离子、锗酸、锗酸根离子及其组合，这些基团都是任选经保护的。
21、如权利要求20所述的化合物，其中各R8为任选保护的硼酸基。
22、如权利要求19所述的化合物，其中该化合物包含荧光团，而且该荧光团的荧光受所述化合物和葡萄糖间相互作用的调节。
23、如权利要求19所述的化合物，其中R为蒽基；R1、R2、R3、R4和R5为氢；R6和R7为二甲基氨基；各R8为任选保护的硼酸基；R9和R10的一个或二个为脂肪族羧基，各个Z为碳原子。
24、如权利要求23所述的化合物，其中R9和R10的一个或二个为丙酸基。
25、如权利要求19所述的化合物，其中R为蒽基；R1、R2、R3、R4和R5为氢；R6和R7为二甲基氨基；各R8为任选保护的硼酸基；R9和R10相同或不同，并选自甲基丙烯酰胺基烷基、甲基丙烯酰氧基乙氧基烷基、羟乙氧基烷基、和氨基烷基；各个Z为碳原子。
26、如权利要求19所述的化合物，其中该化合物选自：
9-[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-乙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-乙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]-甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基蒽；
9，10-二[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基蒽；
9-[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[5-胺基戊胺基]-甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽；
9-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(N-6-(9-蒽甲酰胺基)己基氨基羰基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(N-6-(9-蒽甲酰胺基)己基氨基羰基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[6-(3-羧基丙酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(3-羧基丙酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
N-(3-甲基丙烯酰胺基丙基)-4-[2-N-[[2-二羟硼基苄基]-[6-(N-[2-二羟硼基苄基]-6-N-(3-羧基丙酰胺基乙基)氨基己基]]胺基乙基氨基]萘-1，8-二甲酰亚胺；
N-丁基-4-[2-N-[[2-二羟硼基苄基]-[6-(N-[2-二羟硼基苄基]-6-N-(2-甲基丙烯酰胺基乙基)氨基己基)]胺基乙基氨基]萘-1，8-二甲酰亚胺；以及这些化合物的盐。
27、一种从可能含有α-羟基酸或β-二酮的样品中检测葡萄糖的存在或浓度的检测系统，其中包含具有以下结构的化合物：
其中：
-R1和R2相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)可检测片断，或者iv)种能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R3为氢或能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R4和R5相同或不同，并选自：i)氢；ii)调整R8片断的pKa和水解稳定性的取代基；iii)可检测片断，或者iv)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个Z相互独立地为碳或氮；
-R6和R7相同或不同，并且是i)含有0至10个连续或分支碳和/或杂原子的连接基团，或ii)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-R选自：i)含有1至10个连续原子的脂肪和/或芳族间隔基，其中所述原子选自碳、氧、氮和磷，ii)可检测片断，或iii)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断；
-各个R8相同或不同，并且是一种能够与葡萄糖中存在的邻二羟基反应的片断；和
-R9和R10相同或不同，且选自：i)氢；ii)可检测片断；iii)一个基团，该基团是a)能够连接至固体载体或聚合物基质上的连接基团，所述载体或基质任选地含有可检测片断，和/或b)包含能够改变所述化合物的物理性质的官能团；
前提条件是该指示性化合物包含至少一个与其连接的可检测片断。
28、如权利要求27所述的检测系统，其中R8选自任选保护的硼酸、硼酸根离子、亚砷酸、亚砷酸根离子、碲酸、碲酸根离子、锗酸、锗酸根离子及其组合。
29、如权利要求28所述的检测系统，其中各R8为任选保护的硼酸基。
30、如权利要求27所述的检测系统，其中该化合物中包含荧光团，而且所述荧光团的荧光受所述化合物和葡萄糖间相互作用的调节。
31、如权利要求27所述的检测系统，其中R为蒽基；R1、R2、R3、R4和R5为氢；R6和R7为二甲基氨基；各R8为任选保护的硼酸基；R9和R10的一个或二个为脂肪族羧基，各个Z为碳原子。
32、如权利要求31所述的检测系统，其中R9和R10的一个或二个为丙酸基。
33、如权利要求27所述的检测系统，其中R为蒽基；R1、R2、R3、R4和R5为氢；R6和R7为二甲基氨基；各R8为任选保护的硼酸基；R9和R10相同或不同，并选自甲基丙烯酰胺基烷基、甲基丙烯酰氧基乙氧基烷基、羟乙氧基烷基、和氨基烷基；各个Z为碳原子。
34、如权利要求27所述的检测系统，其中所述化合物选自：
9-[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-乙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-乙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]-甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基蒽；
9，10-二[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基蒽；
9-[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)-丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-(5，5-二甲基二氧硼杂环己烷-2-基)苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)乙基氨基]甲基]蒽；
9，10-二[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[5-胺基戊胺基]-甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[6-(环己基甲酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽；
9-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[2-(羧乙基)胺基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(N-6-(9-蒽甲酰胺基)己基氨基羰基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(N-6-(9-蒽甲酰胺基)己基氨基羰基)乙基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼杂戊环)苄基)-N-[6-(3-羧基丙酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
9-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[3-(甲基丙烯酰胺基)丙基氨基]甲基]-10-[N-(2-二羟硼基苄基)-N-[6-(3-羧基丙酰胺基)己基氨基]甲基]蒽；
N-(3-甲基丙烯酰胺基丙基)-4-[2-N-[[2-二羟硼基苄基]-[6-(N-[2-二羟硼基苄基]-6-N-(3-羧基丙酰胺基乙基)氨基己基]]胺基乙基氨基]萘-1，8-二甲酰亚胺；
N-丁基-4-[2-N-[[2-二羟硼基苄基]-[6-(N-[2-二羟硼基苄基]-6-N-(2-甲基丙烯酰胺基乙基)氨基己基)]胺基乙基氨基]萘-1，8-二甲酰亚胺；以及这些化合物的盐。
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