一種turn-on型BODIPY熒光傳感器及其制備方法和用圖
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種裸眼檢測CN的化rn-on型B0DIPY英光傳感器及其制備方法，還 涉及該類turn-on型英光傳感器在活體胃癌細胞中CN檢測的應用。
【背景技術】
[0002] 陰離子在生物、環境、醫藥、化工等領域應用非常廣泛。氯根（CN)離子是劇毒的陰 離子，屬于六級毒害品，對人的致死量極微，在人體內的半致死量為l.Omg/Kg，氯化物溶液 在人體皮膚表面的半致死量為lOOmg/kg。氯化物在采礦、冶金、電錐、染料、合成纖維、樹脂 等行業生產有廣泛應用，是不可缺少的工業原料，但與此同時也帶來很嚴重的環境問題。 所W，設計合成高選擇性的英光傳感器識別和檢測CN成為當前分析化學、環境化學W及生 物化學等研究領域的重要課題。英光傳感器將檢測的信號轉換成被感知的信息，轉換的前 后通過英光的強度或者波長的變化等來判定祀標的種類和濃度等等相關參數。
[0003] 近年來，英光法和比色法在離子檢測方面，由于操作簡單、儀器易得、反應迅速等 原因倍受青睞化in,Q.;化，Y. -P.etc.Chem.Rev. 2013, 113, 192)。B0DIPY染料因其較高的 英光量子產率和摩爾消光系數，良好的光穩定性；容易進入細胞；無毒性等優點，使送類染 料廣泛地應用于英光分子探針的設計上。±耳其的Akkaya課題組成功設計合成了一種高 選擇性和高靈敏度檢測氯根的B0DIPY探針巧kmekci，Z. ;Yilmaz，M.D. ;A化aya，E.U.Org. Lett. 2008, 10, 461)。
[0004] 大部分報道的BODIPY英光探針都是所謂的"turn-off"型，即探針分子與氯根結 合后會出現英光減弱或英光粹滅。從生物化學的應用角度，W及從細胞成像領域的應用考 慮，設計新型的turn-on型BODIPY英光探針，實現高選擇性檢測氯根是非常有應用前景 的。因此，有必要設計開發一種能夠高選擇性裸眼檢測CN的化rn-on型BODIPY英光傳感 器。
【發明內容】
[000引基于目前缺少商品化的選擇性識別CN的BODIPY類英光傳感器，本發明的目的在 于提供一種化rn-on型BODIPY英光傳感器及其制備方法和用途，彌補現有技術之不足。
[0006] 具體技術方案如下：
[0007] 一種化rn-on型BODIPY英光傳感器，進一步地，其結構通式為：
[0008]
[0009]進一步地，R為-邸3, -COORi，或C00H等。
[0010] 進一步地，所述英光傳感器為英光探針。
[0011] 進一步地，Ri=H、。。的烷基、CH=CH-CH=CH、環烷基、苯基、蔡基、F、C1、化、 I、0R2、NR2R3、CN、（CH=邸2)佑6電化2、（邸2)。〇(邸2)占、（CH2)nC00M、（CH2)mC0M或（CH2)mS〇3M。
[0012] 進一步地，其中的R2、R3為相同或不同的H、Cl12直鏈或者支鏈烷基、Cl12環烷基、 畑2) "0畑2化（CH2)mC00M、（CH2)mC0M或（CH2)mS〇3M;n、m= 0 - 15;M=H、Li、Na、K、NH4。
[0013] 上述化rn-on型BODIPY英光傳感器的制備方法，包括如下步驟：
[0014] (1)B0DIPY3
THF/HzO,DDQ溶于THF中；
[0015] (2)逐滴滴加到反應瓶中；
[0016] (3)室溫磁力攬拌，反應一定時間并粹滅反應；
[0017] (4)萃取，干燥，過濾，減壓濃縮，提純；
[001 引（5)得到B0DIPY4 '
[0019] (6)醒化染料B0DIPY4與丙二睛溶于甲苯；
[0020] (7)在步驟（6)的混合溶液中加脈巧；
[0021] (8)室溫攬拌反應，萃取，干燥，過濾，減壓濃縮，提純；
[0022] (9)得到B0DIPY1，即B0DIPY英光傳感器。
[0023] 進一步地，步驟（2)在冰水浴條件下逐滴滴加到反應瓶中。
[0024] 進一步地，步驟（3)中反應12小時加水粹滅反應，和/或，步驟（4)和做中采用 硅膠柱層析分離提純。
[002引上述turn-on型B0DIPY英光傳感器的用途，進一步地，用于裸眼檢測CN。
[0026] 進一步地，用于在活體胃癌細胞中檢測CN。
[0027] 與目前現有技術相比，本發明由于CN的加入，使得體系中原來的共輛結果變為非 共輛結構，引起分子內電荷轉移改變，宏觀上表現為發光的改變，即原來的溶液顏色由粉 紅色變成淺綠色，進而實現裸眼對CN的檢測。
[0028] 此外，基于該類英光傳感器較好的水溶性、生物相容性及低毒性，我們研究了 B0DIPY1對氯根離子的檢出限，計算結果如下：
[0029] 線性回歸系數：R= 0. 99154，
[0030] 檢測極限；DL= 30bi/m= 3蝴8. 2178*10 ^10292. 48622 = 2. 8*10 ?M(S/N= 3)。
[0031] 我們還研究了B0DIPY1在活細胞中CN的檢測。用B0DIPY1溶液培養的胃癌細 胞，加入CN之后，在英光倒置顯微鏡下觀察，有明顯的綠色英光。而對于參照組，即只用 B0DIPY1溶液培養的胃癌細胞，則幾乎沒有英光。明場觀察可W看到很好的細胞狀態，證明 在整個過程中細胞活性良好。細胞成像實驗表明，B0DIPY1可W很好地穿透細胞膜，且可能 與CN有效作用實現對活體細胞中CN的微量檢測。送對于生物化學、細胞生物學W及臨床 醫學等領域都有著重大的意義。
[00礎具體來說：
[0033] 1)本發明的BODIPYl，其制備W及分離過程簡單，產率較好；
[0034] 2)本發明的B0DIPY1，作為CN英光傳感器，可W用作對CN的高靈敏度、高選擇性 裸眼檢測。
[0035] 3)本發明的CN英光傳感器，有較好的水溶性、生物相容性和低毒性，能夠實現對 CN的高選擇性裸眼檢測，當然也能實現在活體細胞中CN的微量檢測。
【附圖說明】
[0036] 圖la為B0DIPY1在不同溶劑中的紫外光譜圖；
[0037] 圖化為B0DIPY1在不同溶劑中的英光光譜圖巧X= 490nm);
[003引圖2a為B0DIPY1對氯根離子滴定的紫外曲線；
[0039] 圖化為B0DIPY1對氯根離子滴定的英光曲線；
[0040] 圖3為B0DIPY1在THF-H2〇(v/v，1:1)中對各種陰離子的紫外相應曲線
[0041] 0:blank,l:F，2:SCN，3:N〇3,4:Br，5:HS04,6:HP042,7:H2P04,8:C1，9:C10410:A cO，11:服〇3;
[0042]圖4a為BODIPY英光傳感器1與各種陰離子作用的英光光譜情況；
[0043] 圖4b為B0DIPY1在THF-HzO(v/v，1:1)中對CN的選擇性和競爭性圖；
[0044] 0:blank, l:F，2:SCN，3:N〇3,4:Br，5:HS04,6:HP042,7:H2P04,8:C1，9:C10410:A cO，11:服〇3.
[004引圖5為BODIPYl的英光面積隨CN濃度變化的線性關系；
[0046] 圖6探針分子的英光強度與溶液抑的關系圖；
[0047] 圖7a為通過0LYMPUS-IX71型英光顯微鏡觀察到的細胞的明場照片；
[0048] 圖化為BODIPYl在細胞中的英光成像圖；
[0049] 圖8a為較弱紅色英光細胞的明場照片；
[0050] 圖8b為B0DIPY1+CN在細胞中的英光成像；
[0051] 圖9為BODIPYl的單晶結構圖
[0052] 圖10為化rn-on型BODIPY英光傳感器結構通式。
【具體實施方式】
[0053] 下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實 施例。
[0054]-種裸眼檢測CN的化rn-on型BODIPY英光傳感器，其結構通式為：
[00 巧]
[005引通式中；Ri=H、。12的烷基、CH=CH-CH=CH、環烷基、苯基、蔡基、F、C1、化、I、 0R2、NR2R3、CN、（CH=邸2)佑6電化2、（CH2)m0(CH2)nH、（CH2)nC00M、（CH2)mC0M或（CH2)mS03M化、尺3 為相同或不同的H、Ci12直鏈或者支鏈烷基、Cl12環烷基、畑2)。0畑2)占、（CH2)mC00M、畑2) mCOM或（CH2)mS03M;n、m= 0 - 15;M=H、Li、化、K、NH4。
[0057] 眼檢測CN的BODIPY英光傳感器的合成方法，特征在于該方法采用下 列制備步驟；50血圓底燒瓶中B0DIPY3
化4mg，0.20mmol)，THF/ &0(8/0. 08血)，孤Q(180mg，0.8mmol)溶于2血THF中，在冰水浴條件下逐滴滴加到反應瓶 中，室溫磁力攬拌，反應12小時加20mL水粹滅反應，萃取，干燥，過濾，減壓濃縮，硅膠柱層 析分離提純（300-400目硅膠粉，正己焼/己酸己醋=6/1，V/V)得到澄紅色固體粉末染料 B0DIPY4,
60.Omg,產率 90 %。
[0058]醒化染料B0DIPY4(166mg，0. 5mmol)與丙二睛（40mg0.6mmol)溶于 10血甲苯，然 后在混合溶液中加一滴脈巧，室溫攬拌反應0. 5小時，萃取，干燥，過濾，減壓濃縮，硅膠柱 層析分離提純（300-400目硅膠粉，正己焼/己酸己醋=3/1，V/V)得到紫紅色固體粉末染 料B0DIPY1。裸眼檢測CN的BODIPY英光探針及其合成方法，其特征是；所述有機溶劑選自 1,2-二氯己焼，甲苯、氯苯、鄰二甲苯、對二甲苯。的裸眼檢測CN的BODIPY英光探針及其 合成方法，其特征是；所述的酸選自冊Ac、CHs-Oft-SOsH、肥00H、肥1、皿r、CH3SO3H、CF3SO3H。
[0059] 實施案例1 ;
[0060] B0DIPY1的滴定實驗在THF-H2〇(v/v，1:1)中進行，濃度為1. 0*105mol/L。在滴 定過程中，547nm處的主體吸收峰逐漸消失，在511nm處生成一個新的峰，并且逐漸增強。 在513皿處形成的1個等吸收點，說明該化合物的結構在氯根離子作用下，發生了改變， 生成了新的化合物。同時溶液顏色由粉紅色變成淺綠色。
[0061] B0DIPY1與CN作用的英光光譜滴定中，所用的激發波長為490皿，加入CN濃度 為0-20當量。在滴定過程中，588nm處的發射峰逐漸降低，而在545nm處的發射峰逐漸增 強。反應體系在加入10當量的CN后達到了平衡。從圖二度）看出，B0DIPY1在THF-H2〇(v/ V，1:1)中與CN作