一種羅丹明6g衍生物及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種羅丹明6G衍生物，及基于該衍生物的熒光傳感器的制備方法和應(yīng)用，其中所述羅丹明6G衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下。通過本發(fā)明的羅丹明6G衍生物在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)其對(duì)銅離子具有很好的檢測(cè)效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用的原料易得，合成步驟簡(jiǎn)單，后處理亦很方便，較易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，在檢測(cè)生物活體以及環(huán)境中的銅離子方面有很大的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種羅丹明6G衍生物及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及羅丹明6G衍生物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅是人體重要的微量元素，在線粒體的呼吸、鐵的吸收、酶的氧化還原等不同的生 理過程中起著十分重要的作用。但若體內(nèi)的銅離子代謝平衡遭到破壞，有可能引起代謝紊 亂和諸多疾病，如膽固醇升高，動(dòng)脈彈性降低，血壓升高。此外，由于銅離子大量地開采和廣 泛地使用，使得銅也成為一個(gè)重要的金屬污染物。鑒于其對(duì)生命和環(huán)境的重要性，科學(xué)家們 一直致力于采用選擇性比色和熒光傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)銅離子在生物和環(huán)境系統(tǒng)中檢測(cè)的研究。
[0003] 近年來，熒光分子傳感技術(shù)由于具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，已經(jīng)成 為檢測(cè)金屬離子污染的重要手段。熒光增強(qiáng)傳感材料可減少檢測(cè)錯(cuò)誤，對(duì)復(fù)雜體系檢測(cè)準(zhǔn) 確，可同時(shí)用多種檢測(cè)物對(duì)不同分析物進(jìn)行檢測(cè)。羅丹明及其衍生物作為開/關(guān)形式的熒光 傳感器，具有較高的熒光量子產(chǎn)率，較大的摩爾消光系數(shù)，在可見光區(qū)域內(nèi)具有較長(zhǎng)的發(fā)射 和吸收波長(zhǎng)等特點(diǎn)，在銅離子和汞離子識(shí)別的領(lǐng)域得到越來越廣泛的重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于吡咯酰腙通常情況下只能與金屬銅離子能夠形成穩(wěn)定的配合物，故含吡咯環(huán) 的羅丹明酰腙衍生物具有較好的二價(jià)銅離子識(shí)別性能。本發(fā)明主要目的在于提供一種可檢 測(cè)二價(jià)銅離子的靈敏度高、選擇性好的金屬離子熒光傳感器;另一目的是提供該熒光傳感 器的制備方法和應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種羅丹明6G衍生物，所述羅丹明6G衍生物具有如下結(jié)構(gòu) 式：
[0007] 本發(fā)明還提供了一種羅丹明6G衍生物的制備方法，具體制備方法如下:S1:將3,4_ 二甲基-5-甲酰基-吡咯-2-甲酸乙酯首先用甲醇溶解，再加入羅丹明6G酰肼；
[0008] S2:將S1所得混合物在常壓下回流，反應(yīng)時(shí)間10-12h;
[0009] S3:將S2所得溶液冷卻至室溫后，有白色固體析出，減壓過濾，取濾渣；
[0010] S4:將S3所得產(chǎn)品用甲醇洗滌，得到羅丹明6G衍生物（羅丹明6G酰肼縮3,4_二甲 基-5-甲?；量?2-甲酸乙酯）。
[0011]本發(fā)明還提供了羅丹明6G衍生物的一種用途，即本發(fā)明提供的羅丹明6G衍生物在 作為檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)銅離子的熒光傳感器的應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種用于檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)銅離子的熒光傳感器，所述熒光傳感器主要 由上述羅丹明6G衍生物組成。
[0013] 本發(fā)明提供的目標(biāo)產(chǎn)物在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)二價(jià)銅離子有很好的檢測(cè) 效果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用的原料易得，合成步驟簡(jiǎn)單，后處理亦很方便，較易實(shí)現(xiàn) 大規(guī)模生產(chǎn)，具有快速、簡(jiǎn)便、靈敏度高、特異性強(qiáng)的特點(diǎn)，在檢測(cè)生物活體中的銅離子方面 有很大的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制得的羅丹明6G衍生物的核磁共振氫譜譜圖，其中，（1-1)和 (1 -2)為核磁共振氫譜譜圖通過斷裂線拆分的兩部分；
[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制得的羅丹明6G衍生物的質(zhì)譜譜圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制得的羅丹明6G衍生物的單晶衍射結(jié)構(gòu)圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制得的羅丹明6G衍生物的與二價(jià)銅離子作用生成配合物的 質(zhì)譜譜圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1制得的羅丹明6G衍生物的乙腈/水(體積比1:1)溶液(5X10_ 6mol/L)中加入不同濃度Cu 2+(0~15Xl(T6m〇l/L)紫外光譜圖；
[0019]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1制得的羅丹明6G衍生物的乙腈/7K(體積比1:1)溶液(5ΧΠΓ 6mol/L)中加入不同濃度Cu2+(0~15Xl(T6m〇l/L)熒光光譜圖；
[0020] 圖7為在Hela細(xì)胞用5Xl(T6m〇l/L羅丹明6G衍生物培育5小時(shí)后的熒光成像圖； Hela細(xì)胞用5Xl(T6m〇l/L上述羅丹明6G衍生物作為熒光傳感器培育5小時(shí)后加入Cu 2+，繼續(xù) 培育5小時(shí)后使用Olympus FV500-IX70激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行熒光成像。
[0021] 其中：a為上述熒光傳感器明場(chǎng)下的成像圖；b為上述熒光傳感器熒光成像；c為上 述熒光傳感器明場(chǎng)圖和熒光圖疊加后的圖片；d為上述熒光傳感器+Cu 2+明場(chǎng)下的成像圖；e 為上述熒光傳感器+Cu2+熒光成像圖；f為上述熒光傳感器+Cu2+明場(chǎng)圖和熒光圖疊加后的圖 片。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，本發(fā)明實(shí)施例采用的試劑和 原料為常規(guī)市場(chǎng)購(gòu)買得到。
[0023] 實(shí)施例1:
[0024]羅丹明6G衍生物的合成
[0025] 將0.195g 3,4_二甲基-5-甲?；?吡咯-2-甲酸乙酯溶于10mL甲醇中，再加入 〇.43g羅丹明6G酰肼，常壓下回流攪拌12h，冷卻至室溫后析出大量固體，減壓過濾，將濾渣 用甲醇洗滌得到白色固體即為羅丹明6G衍生物（羅丹明6G酰肼縮3,4_二甲基-5-甲?；?咯-2-甲酸乙酯），其產(chǎn)率為58%。
[0026] 本發(fā)明制得的熒光探針的單晶衍射結(jié)構(gòu)圖具體如圖3所示，采用核磁共振儀對(duì)制 得的羅丹明6G衍生物進(jìn)行核磁共振分析，結(jié)果如下：
[0027] 4 NMR(400MHz，DMS0-d6) ;δ(ρρπι) :11.481 (s，lH，NH)，9.032(s，lH，CH = N)， 7.847-7.867(m，lH，Aryl-H)，7·540-7.585(m，2H，Aryl-H)，7.041-7.059(d，lH，Aryl-H)， 6.262(s，2H，Aryl-H)，6.106(s，2H，Aryl-H)，5.030-5.057(t，2H，NH-CH2)，4.142-4.194(d， 2H，CH 2-0)，3·069-3·135(m，4H，CH2-NH)，2.098(d，3H，CH3)，1.819(s，6H，2CH 3)，1.746-1.766(d，3H，CH3) ,1.217-1.253(t，3H，CH3) ,1.155-1.190(t，6H，2CH3);具體核磁圖譜見圖 1;
[0028] 質(zhì)譜:ESI-MS:m/z = 605.98for[M] +，具體質(zhì)譜譜圖見圖 2。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 將0.195g 3,4_二甲基-5-甲?；?吡咯-2-甲酸乙酯溶于10mL甲醇中，再加入 〇.43g羅丹明6G酰肼，常壓下回流攪拌14h，冷卻至室溫后析出大量固體，減壓過濾，將濾渣 用甲醇洗滌得到白色固體即為羅丹明6G衍生物（羅丹明6G酰肼縮3,4_二甲基-5-甲酰基吡 咯-2-甲酸乙酯），其產(chǎn)率為62.3%。
[0031] 實(shí)施例3
[0032]羅丹明6G衍生物對(duì)二價(jià)銅離子的光學(xué)性質(zhì)測(cè)定
[0033]將上述制得的羅丹明6G衍生物作為熒光傳感器在乙腈/水(體積比1:1)介質(zhì)中配 制成摩爾濃度為5X10_6mol/L的溶液，分別在含摩爾濃度為0~15Xl(T6m 〇l/L的Al3+，Ca2+， Co2+，Cr3+，Cu2+，F(xiàn)e3+，Hg 2+，K+，Mg2+，Mn2+，Na+，pb2+，Zn 2+等金屬離子的溶液中加入等量的上述 熒光傳感器溶液，其中，Cu2+能夠與羅丹明6G衍生物熒光傳感器反應(yīng)生成1:2型配合物，產(chǎn)生 綠色熒光，該產(chǎn)物的質(zhì)譜譜圖具體見圖4。
[0035] 1、發(fā)射光譜的測(cè)定
[0036]濃度為5 X ΙθΛιοΙ/L的羅丹明6G衍生物作為熒光傳感器的乙腈/水(體積比1:1)溶 液中分別加入濃度為Omo 1 /L，Ο · 5 X 10-6mo 1 /L，1 X 10-6mo 1 /L，1 · 5 X 10-6mo 1 /L，2 X 10-6mo 1 / L，2.5X10-6mol/L，3X10-6mol/L，3.5X10-6mol/L，4X10- 6mol/L，4.5X10-6mol/L，5X10- 6mol/L，5.5X10- 6mol/L，6X10-6mol/L，6.5X10-6mol/L，7X10- 6mol/L，7.5X10-6mol/L，8X 10-6mol/L，8.5X10-6mol/L，9X 10-6mol/L，9.5X10-6mol/L，10X10-6mol/L，10.5X10- 6mol/ L，11 X 10-6mol/L，11 · 5 X 10-6mol/L，12 X 10-6mol/L，12· 5 X 10-6mol/L，13 X 10-6mol/L，13 · 5 X 10-6mol/L，14 X 10-6mol/L，14.5 X 10-6mol/L，15 X 10-6mol/L 的二價(jià)銅離子，采用熒光分光 光度計(jì)對(duì)其分別進(jìn)行熒光光譜分析(激發(fā)波長(zhǎng)為350nm)，記錄560nm處的熒光強(qiáng)度值，所得 的熒光光譜圖見圖5。通過附圖5可以看出，隨著二價(jià)銅離子濃度增加，羅丹明6G衍生物在 560nm處的熒光發(fā)射逐漸增強(qiáng)，且發(fā)射峰強(qiáng)度與銅離子濃度在1 X 10-6-5 X l(T6m〇l/L范圍內(nèi) 線性相關(guān)，檢測(cè)限為1.20 X l(T6mol/L。
[0037] 2、吸收光譜的測(cè)定
[0038]濃度為5Xl(T6m〇l/L的羅丹明6G衍生物作為熒光傳感器的乙腈/水(體積比1:1) 溶液中分別加入濃度為〇mol/L，0.5X 10-6mol/L，l X 10-6mol/L，l .5X10-6mol/L，2X 10- 6mol/L，2.5X10-6mol/L，3X10-6mol/L，3.5X10- 6mol/L，4X10-6mol/L，4.5X10-6mol/L，5X 10-6mol/L，5.5X10-6mol/L，6X10-6mol/L，6.5X10- 6mol/L，7X10-6mol/L，7.5X10-6mol/L， 8X10- 6mol/L，8.5X10-6mol/L，9X10-6mol/L，9.5X10- 6mol/L，10X10-6mol/L，10.5X10- 6mol/L，llX10- 6mol/L，11.5X10-6mol/L，12X10-6mol/L，12.5X10- 6mol/L，13X10-6mol/L， 13.5 X 10-6mol/L，14X 10-6mol/L，14.5 X 10-6mol/L，15 X 10-6mol/L的二價(jià)銅離子，采用紫外 可見光光度計(jì)對(duì)制得的羅丹明6G衍生物進(jìn)行紫外吸收光譜分析，所得的紫外吸收光譜圖見 圖6，隨著二價(jià)銅離子濃度增加，羅丹明6G衍生物在525nm處的吸光度逐漸增強(qiáng)，且吸光度值 與銅離子濃度在〇. 5 X 10_6-5 X 10_6mol/L范圍內(nèi)線性相關(guān)，檢測(cè)限為9.8397 X 10_6mol/L。本 發(fā)明制得的羅丹明6G衍生物可用于二價(jià)銅離子的紫外定量檢測(cè)。
[0039] 實(shí)施例3
[0040]羅丹明6G衍生物作為熒光傳感器在細(xì)胞內(nèi)銅離子的檢測(cè)
[00411 Hela細(xì)胞用5Xl(T6m0VL的上述羅丹明6G衍生物作為熒光傳感器培育5小時(shí)后加 入Cu2+，繼續(xù)培育5小時(shí)后使用Olympus FV500-IX70激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行熒光成像，獲得 在Hela細(xì)胞的熒光成像圖，具體如圖7所示，其中a為上述熒光傳感器明場(chǎng)下的成像圖；b為 上述熒光傳感器熒光成像圖；c為上述熒光傳感器明場(chǎng)圖和熒光圖疊加后的圖片；d為上述 熒光傳感器+Cu 2+明場(chǎng)下的成像圖；e為上述熒光傳感器+Cu2+熒光成像圖；f為上述熒光傳感 器+Cu 2+明場(chǎng)圖和熒光圖疊加后的圖片。Hela細(xì)胞中加入上述羅丹明6G衍生物只產(chǎn)生非常弱 的熒光，而再加入二價(jià)銅離子后，熒光強(qiáng)度明顯增加。故本發(fā)明制得的羅丹明6G衍生物可用 于細(xì)胞中二價(jià)銅離子的熒光傳感器。
[0042]以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，其保護(hù)范圍不限 于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種羅丹明6G衍生物，其特征在于，所述羅丹明6G衍生物具有如下結(jié)構(gòu)式，2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅丹明6G衍生物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： SI:將3,4_二甲基-5-甲?；?吡咯-2-甲酸乙酯首先溶解于甲醇中，再加入羅丹明6G酰 肼； S2:將Sl所得混合物在常壓下回流，反應(yīng)時(shí)間10-12h; S3:將S2所得溶液冷卻至室溫后，有白色固體析出，減壓過濾，取濾渣； S4:將S3所得產(chǎn)品用甲醇洗滌，得到所述羅丹明6G衍生物，即羅丹明6G酰肼縮3,4_二甲 基-5-甲酰基吡咯-2-甲酸乙酯。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的羅丹明6G衍生物的制備方法，Sl中，所述3,4_二甲基-5-甲酰 基-吡咯-2-甲酸乙酯和所述羅丹明6G酰肼的反應(yīng)摩爾比為1:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅丹明6G衍生物在作為檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)銅離子的熒光傳感器的應(yīng) 用。5. -種用于檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)銅離子的熒光傳感器，其特征在于，所述熒光傳感器主要由權(quán) 利要求1所述的羅丹明6G衍生物組成。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK105884787SQ201510682616
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日
【發(fā)明人】王元, 吳偉娜, 徐君, 賈磊, 喬文濤, 毛盼東
【申請(qǐng)人】河南理工大學(xué)