苯并吲哚半菁染料檢測葡萄糖的用途原申請的申請日為2014.6.11，申請?zhí)枮?01410258440.7發(fā)明名稱為一種苯并吲哚半菁染料及其用途技術領域本發(fā)明屬于有機化學領域，涉及含氮雜環(huán)化合物，具體涉及苯并吲哚半菁。

背景技術：
鐵是有機體各項生理活動不可或缺的元素,參與血液中氧的轉運,質子轉移、DNA和RNA的合成,是各種酶和血紅蛋白的重要組成部分，一旦生物體內鐵元素缺乏,就會發(fā)生各種各樣生理系統(tǒng)紊亂,引起疾病，而過量的鐵也存在潛在的危害。研究表明體內鐵貯存過多與多種疾病如心臟和肝臟疾病、糖尿病以及某些腫瘤有關。因此設計合成選擇性好、靈敏度高的鐵離子探針近年來受到了極大的關注。近年來發(fā)展起來的熒光成像技術具有快速無損傷,直觀,靈敏度高等特點,已廣泛用于檢測各種化合物，例如金屬離子，陰離子，pH，葡萄糖，DNA，爆炸物等。例如黎俊波設計合成了羅丹明衍生物，用來檢測鐵離子(黎俊波,李楠楠,余響林,王俊,曾艷,武漢工程大學學報,2010,32(5),11)。喹啉衍生物具有殺菌、抗高血壓、抗抑郁、抗過敏、抗瘧疾、抗腫瘤等生物活性和藥理活性，常被用作合成藥物的先導化合物；另外，由于其具有優(yōu)良的金屬離子親和性，常被用作化學傳感器中的識別基團，在合成熒光傳感分子及生物成像等方面有重要作用。如郝會娟等(郝會娟，周鑫，吳學，化學試劑，2011，33(6)，551)設計合成了吡喃并喹啉，發(fā)現(xiàn)該喹啉衍生物對汞離子具有特異性識別作用。李曉波等(李曉波，常玲玲，陳夢霞，王恩舉，化學研究與應用，2014,26(1)，97)設計合成了磺酰氨基喹啉，發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)該喹啉衍生物對鋅離子具有特異性識別作用，而對三價鐵離子沒有熒光響應。菁染料廣泛應用于太陽能電池、光動力學療法(PDT)、DNA測序、pH探針等領域。苯并吲哚半菁染料作為功能菁染料的一類,由于其穩(wěn)定性高、吸收波長可調諧范圍大、摩爾消光系數(shù)大等優(yōu)點,在合成、性質研究及應用方面得到人們的廣泛關注.吲哚菁染料是菁染料的一個重要分支,由于其摩爾消光系數(shù)大、熒光性能良好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點,所以近年來在紅外激光染料、光盤存儲材料、生物分析、核酸標記等方面得到了廣泛應用。例如，康瓊等設計合成了苯并吲哚半菁染料，研究了染料在不同溶劑中的吸收光譜性質,并且發(fā)現(xiàn)合成的苯并吲哚半菁染料在生理條件下與鮭魚精DNA、牛血清白蛋白、溶菌酶、淀粉酶和糜蛋白酶的相互作用,發(fā)現(xiàn)其熒光強度隨著DNA濃度的增加而增強(康瓊，范芳麗，畢渭濱，黃怡，付義樂，王蘭英，有機化學,2012,32,567～573)。國家知識產(chǎn)權局2014年4月30日公開一種吲哚類pH熒光探針及其制備方法和應用(公開號為CN103756669A)的專利申請，該專利申請公開了一種如下式(I)所示的吲哚類化合物，但是，上述專利申請僅公開了該化合物所制備的pH熒光探針可穿透細胞膜，適用于細胞內pH的檢測和細胞標記。因此，對下式(I)所示的吲哚類化合物的活性進行研究，開發(fā)其新用途具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種苯并吲哚半菁染料的新用途。上述新用途具體是苯并吲哚半菁染料檢測葡萄糖的用途，其中所述的檢測葡萄糖的方法由以下步驟組成：(1)將苯并吲哚半菁染料溶解在親水性有機溶劑中，制備得到苯并吲哚半菁染料儲備液，將二氯化鐵溶解在水中制備二價鐵離子水溶液，分別取苯并吲哚半菁染料儲備液、二價鐵離子水溶液和葡萄糖氧化酶混合均勻，然后用水稀釋后得到含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液；所述的含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液中，親水性有機溶劑含量為0.1％(v/v)，苯并吲哚半菁染料的濃度為10～50μM，二價鐵離子與苯并吲哚半菁染料的摩爾比為5:1，葡萄糖氧化酶為5～20U/10mL；所述的親水性有機溶劑是乙腈、THF、DMF或者DMSO；(2)往步驟(1)所得到含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液中滴加水溶液的待檢測樣品，在波長為365nm光激發(fā)下，觀察水溶液熒光是否發(fā)生變化，如果水溶液熒光顏色淬滅，則說明樣品中含有葡萄糖；上述苯并吲哚半菁染料的化學結構式如下式(I)所示：本發(fā)明所述的苯并吲哚半菁染料采用本領域常用方法合成，如，將喹啉4-甲醛與1,1,2-三甲基苯并[e]吲哚反應得到。本發(fā)明人推薦的方法由反應式(Ⅱ)表示：本發(fā)明所述的苯并吲哚半菁染料的熒光光譜在540nm處有一強熒光峰，在365nm光激發(fā)下顯示綠色熒光。加入三價鐵離子后，熒光發(fā)生淬滅，而加入二價鐵離子其熒光變化較小。由于雙氧水可以將二價鐵離子氧化為三價鐵離子，因此本發(fā)明所述的苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子體系的熒光可以被雙氧水淬滅。同時葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下，可以生成雙氧水。因此本發(fā)明所述的苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶體系的熒光可以被葡萄糖淬滅。以下以化學式(I)所示的苯并吲哚半菁染料為例，說明苯并吲哚半菁染料應用為檢測葡萄糖的熒光探針，以及細胞毒性。一、熒光檢測葡萄糖(1)配制濃度為30mM的苯并吲哚半菁染料THF溶液，配置濃度為30mM的二氯化鐵水溶液；配制濃度為30mM的葡萄糖溶液。(2)取10μl苯并吲哚半菁染料DMSO溶液，1mL二氯化鐵水溶液和10U的葡萄糖氧化酶加入10mL容量瓶中；取不同體積的葡萄糖的水溶液，加入上述容量瓶中，用蒸餾水稀釋到10ml，配制成葡萄糖不同濃度的標準測試溶液，在368m處激發(fā)，在540nm處測試其熒光強度。測試結果見圖1。檢測上述溶液的熒光光譜。結果發(fā)現(xiàn)，加入葡萄糖后，溶液的熒光光譜中540nm處的熒光峰消失。二、苯并吲哚半菁染料在體內外的細胞毒性MTT法檢測細胞生長活性將PC3細胞以每孔6X103個細胞接種于96孔板,培養(yǎng)過夜,換用含有苯并吲哚半菁染料濃度分別為5,10,15,20μmol/ml的培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)24h后,吸棄上清液,每孔加入200μlMTT試劑(5mg/ml，用PBS配制)，繼續(xù)培養(yǎng)4h，棄去培養(yǎng)液，每孔加入150μlDMSO，置于細胞搖床中10min，至藍色顆粒完全溶解。用酶標儀(ELX800全自動酶標儀,美國寶特儀器有限公司)在激發(fā)波長為490nm條件下，測定各孔吸光度值,以含有細胞的培養(yǎng)液和MTT為對照組,以只加等量的培養(yǎng)液和MTT為空白孔。按照下述公式計算細胞存活率:細胞存活率(％)＝(實驗孔吸光度值-空白孔吸光度值)/(對照孔吸光度值-空白孔吸光度值)×100％。每個濃度設置5個平行孔,實驗重復3次。結果如圖2所示。圖2顯示苯并吲哚半菁染料的細胞毒性低。附圖說明圖1為添加不同濃度葡萄糖后苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶混合體系的熒光光譜圖，其中苯并吲哚半菁染料濃度為20μM，二價鐵離子濃度為200μM，葡萄糖氧化酶為10U。圖2為苯并吲哚半菁染料的細胞毒性的條形圖。具體實施方式下面用具體實施例來進一步詳細描述本發(fā)明的制備方法及其效果。實施例11.苯并吲哚半菁染料的制備在100ml燒瓶中加入2.09g(10.00mmol)1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚，1.57g(10.00mmol)4-喹啉甲醛和0.05g醋酸銨，然后加入50ml無水乙醇。室溫下反應12小時后，減壓蒸餾除去溶劑，殘留固體用硅膠柱在洗脫液組成為乙酸乙酯：正己烷＝1:1(v/v)下純化得到黃色固體2.05g。產(chǎn)率59％。2.化合物的表征1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm)＝8.99(d,J＝4.5Hz,1H),8.61(d,J＝15.9Hz,1H),8.40(d,J＝8.4Hz,1H),8.21(d,J＝8.4Hz,1H),8.12(s,1H),8.10(s,1H),8.06(d,J＝8.2Hz,1H),8.00(d,J＝8.5Hz,1H),7.89(d,J＝8.5Hz,1H),7.84(t,J＝7.5Hz,1H),7.76(s,1H),7.72(d,J＝5.9Hz,1H),7.65(t,J＝7.5Hz,1H),7.54(t,J＝7.5Hz,1H),1.70(s,6H).13CNMR(100MHz,DMSO-d6)δ＝184.33,150.73,150.29,148.28,140.55,139.90,132.26,130.44,129.68,129.62,129.49,129.11,128.06,127.21,126.80,125.58,125.38,124.97,123.51,123.09,120.27,117.87,54.28,21.85.IR(v-1,LiBr):3452,2961,2915,2851,2024,1639,1568,1498,1458,1386,1115,961,818,756,608.MS(MALDI-Cl):C25H20N2m/z348.1626for[M+H+]349.1699.ElementalAnalysis:CalcdC,86.17；H,5.79；N,8.04.FoundC,86.11；H,5.82；N,8.07.mp:246.5-247.0℃.上述檢測結果證實制備的化合物為化學式(I)所示的苯并吲哚半菁染料。實施例2苯并吲哚半菁染料檢測葡萄糖(1)配制濃度為30mM的苯并吲哚半菁染料乙腈溶液；配制濃度為30mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料乙腈溶液，50μl二氯化鐵水溶液，10U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液；(2)配制濃度為30mM的葡萄糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅。我們依據(jù)上述方法配制含苯并吲哚半菁染料和汞離子的水溶液和含苯并吲哚半菁染料和鋅離子的水溶液，在上述水溶液中加入雙氧水水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。此結果表明，苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子體系對雙氧水顯示出選擇性和熒光識別能力。實施例3苯并吲哚半菁染料檢測葡萄糖(1)配制濃度為30mM的苯并吲哚半菁染料乙腈溶液；配制濃度為30mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料乙腈溶液,50μl二氯化鐵水溶液和20U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為30mM的雙氧水水溶液，濃度為150mM的果糖水溶液，濃度為30mM的半乳糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對葡萄糖顯示出選擇性和熒光識別能力。實施例4苯并吲哚半菁染料檢測葡萄糖(1)配制濃度為50mM的苯并吲哚半菁染料DMSO溶液；配制濃度為25mM的硫酸化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料DMSO溶液，100μl二氯化鐵水溶液和5U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為10mM的葡萄糖水溶液，濃度為150mM的半乳糖水溶液，濃度為30mM的果糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對葡萄糖顯示出選擇性和熒光識別能力。實施例5(1)配制濃度為10mM的苯并吲哚半菁染料DMF溶液；配制濃度為50mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料DMF溶液，10μl二氯化鐵水溶液和15U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為100mM的葡萄糖水溶液，濃度為150mM的果糖水溶液，濃度為150mM的半乳糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。此結果表明，苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對葡萄糖顯示出選擇性和熒光識別能力。實施例6(1)配制濃度為20mM的苯并吲哚半菁染料DMF溶液；配制濃度為20mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料DMF溶液，50μl二氯化鐵水溶液和20U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為80mM的葡萄糖水溶液，濃度為200mM的果糖水溶液，濃度為200mM的半乳糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。此結果表明，苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對葡萄糖顯示出選擇性和熒光識別能力。實施例7(1)配制濃度為40mM的苯并吲哚半菁染料DMF溶液；配制濃度為40mM的二氯化鐵水溶液，分別取10μl苯并吲哚半菁染料DMF溶液，50μl二氯化鐵水溶液和10U的葡萄糖氧化酶，加入10mL容量瓶中，用蒸餾水稀至10ml，得到含苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶的水溶液；(2)配制濃度為60mM的葡萄糖水溶液，濃度為200mM的果糖水溶液，濃度為200mM的半乳糖水溶液；(3)在10ml含苯并吲哚半菁染料和二價鐵離子的水溶液中分別滴加步驟(2)所配制的一種水溶液0.1ml，混合均勻后，在365nm光激發(fā)下觀察苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光變化。結果顯示，加入葡萄糖水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光淬滅，而加入果糖和半乳糖的水溶液后，苯并吲哚半菁染料水溶液的熒光保持不變。此結果表明，苯并吲哚半菁染料，二價鐵離子和葡萄糖氧化酶體系對葡萄糖顯示出選擇性和熒光識別能力。