专利名称：一种以罗丹明为母体的荧光探针及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以罗丹明为母体的荧光探针及其制备方法。
背景技术：
罗丹明(Rhodamine)类化合物是一类具有较强摩尔吸收系数和较高荧光量子产率的荧光染料，常作为荧光探针标记生物分子。从目前已有罗丹明类荧光探针来看，一方面此类探针多在5-、6-位接上活性基团，所得探针多为异构体形式，欧洲专利EP0272007中所述的5(6)-羧基罗丹明琥珀酰亚胺酯，异构体之间在光谱性质中存在着差异，使用异构体混合物标记生物分子时，利用电泳分离，常会出现条带加宽，从而干扰检测，因此需将单一的异构体形式纯化出再用于生物分子的标记；另一方面，探针中常见活性基团为磺酰卤基、异硫氰基，对生物分子中的多种基团均可标记，因而反应选择性不强。

发明内容
本发明的目的在于利用3-位含有羧基的罗丹明染料，与含有羟基的N-羟基琥珀酰亚胺在二环己基碳二亚胺作用下发生反应，转化成具有单一异构体形式，能对氨基化合物进行选择性标记的荧光探针，根据荧光探针标记氨基化合物后所得衍生物在不同pH条件下荧光特性的不同还可考虑将其用作pH的荧光指示剂，用于测定细胞及细胞器内的pH值。
本发明所要制备的荧光探针所含母体为罗丹明，活性基团为N-羟基琥珀酰亚胺基，其结构如(1)所示 其中，R1，R2，R3和R4各自为氢、以及取代和未取代之烷基、羧基烷基、氨基烷基、环烷基、芳基；R5，R6，R7，R8各自为氢、烷基、羧基烷基、氨基烷基、烷基醚、烷基硫醚、卤素或烷氧基；R1和R7一起为具有2至5个碳原子的烷基链，其将5’碳连接至6’碳上所链结之氮上；R3和R8一起为具有2至5个碳原子的烷基链，其将4’碳连接至3’碳上所链结之氮上；R2和R5一起为具有2至5个碳原子的烷基链，其将7’碳连接至6’碳上所链结之氮上；R4和R6一起为具有2至5个碳原子的烷基链，其将2’碳连接至3’碳上所链结之氮上；R1和R2一起形成主链上至多5个原子之烷基或烯基链，其是由碳及一个或更多个选自氮或氧之杂原子所组成。R3和R4一起形成主链上至多5个原子之烷基或烯基链，其是由碳及一个或更多个选自氮或氧之杂原子所组成；Anθ是无机或有机阴离子，包括氯离子、溴离子、硫酸根、硫酸氢根、甲基磺酸根、氨基磺酸根、高氯酸根、苯磺酸根、草酸根、马来酸根、醋酸根、羟基乙酸根、甲氧乙酸根、丙酸根、乳酸根、琥珀酸根、酒石酸根。
本发明所述荧光探针的制备方法是将3-位带有羧基的罗丹明1摩尔溶于干燥有机溶剂中，加入N-羟基琥珀酰亚胺0.5～5摩尔，边搅拌边由恒压滴液漏斗滴加入溶于干燥有机溶剂的二环己基碳二亚胺(DCC)，二环己基碳二亚胺的量为1～5摩尔，在0℃到有机溶剂沸点之间的温度搅拌反应1h～120h，将反应液过滤，减压蒸去部分滤液，加入沉淀剂沉淀，过滤，干燥，得目标产物，即以罗丹明为母体的荧光探针。其反应过程如下式所示 本发明采用的干燥有机溶剂有乙腈、丙腈、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜，或者它们的混合物。
本发明采用的沉淀剂有乙醚、乙酸乙酯，或者它们的混合物。
根据本发明制备的荧光探针，不存在混合异构体的分离，所含活性基团为N-羟基琥珀酰亚胺基，不与羟基、巯基等反应，对氨基有较强的选择性反应能力，可用于氨基酸、多肽、蛋白质、生物胺等含氨基化合物的标记。根据荧光探针标记氨基化合物后所得衍生物在不同pH条件下荧光特性的不同还可考虑将这类探针作为pH的荧光指示剂，用于测定细胞及细胞器内的pH值。
具体实施例方式下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例罗丹明B-N-琥珀酰亚胺酯的制备将罗丹明B 2.4g(0.005mol)溶于100ml干燥乙腈中，加入N-羟基琥珀酰亚胺0.6g(0.0052mol)，边搅拌边由恒压滴液漏斗滴加入含二环己基碳二亚胺1.2g(0.0058mol)的干燥乙腈溶液50ml，室温搅拌反应20h。使用硅胶薄层板，于N，N-二甲基甲酰胺中进行薄层色谱分析(TLC)监测，确认反应产率约90％。过滤除去反应生成的粉末，减压蒸去部分滤液，加入干燥乙醚沉淀，过滤，乙醚洗涤，用乙腈/乙醚重结晶，干燥，得亮绿色的罗丹明B-N-琥珀酰亚胺酯晶体，结构如式(2)所示。熔点202～205℃；紫外—可见光谱、荧光光谱测定，于甲醇中吸收(激发)最大值565nm；荧光发射最大值587nm；红外光谱(KBr)测定1732.04，1763.11cm-1(vC＝O)；核磁共振测定，1H-NMR(CDCl3)δ/ppm8.39(1H，d，4-位H)，7.95(1H，t，5-位H)，7.81(1H，t，6-位H)，7.44(1H，d，1-位H)，7.05(2H，d，1’，8’-位H)，6.85(4H，q，2’，4’，5’，7’-位H)，3.61(8H，q，-N-CH2-CH3之CH2)，2.75(4H，s，琥珀酰亚胺之CH2)，1.30(12H，t，-N-CH2-CH3之CH3)。

权利要求
1.一种以罗丹明为母体的荧光探针，其特征在于它具有如(1)式所示的结构 其中，R1，R2，R3和R4各自为氢、以及取代和未取代之烷基、羧基烷基、氨基烷基、环烷基、芳基；R5，R6，R7，R8各自为氢、烷基、羧基烷基、氨基烷基、烷基醚、烷基硫醚、卤素或烷氧基；R1和R7一起为具有2至5个碳原子的烷基链，其将5’碳连接至6’碳上所链结之氮上；R3和R8一起为具有2至5个碳原子的烷基链，其将4’碳连接至3’碳上所链结之氮上；R2和R5一起为具有2至5个碳原子的烷基链，其将7’碳连接至6’碳上所链结之氮上；R4和R6一起为具有2至5个碳原子的烷基链，其将2’碳连接至3’碳上所链结之氮上；R1和R2一起形成主链上至多5个原子之烷基或烯基链，其是由碳及一个或更多个选自氮或氧之杂原子所组成。R3和R4一起形成主链上至多5个原子之烷基或烯基链，其是由碳及一个或更多个选自氮或氧之杂原子所组成；An是无机或有机阴离子，包括氯离子、溴离子、硫酸根、硫酸氢根、甲基磺酸根、氨基磺酸根、高氯酸根、苯磺酸根、草酸根、马来酸根、醋酸根、羟基乙酸根、甲氧乙酸根、丙酸根、乳酸根、琥珀酸根、酒石酸根。
2.一种以罗丹明为母体的荧光探针的制备方法，其特征在于将3-位带有羧基的罗丹明1摩尔溶于干燥有机溶剂中，加入N-羟基琥珀酰亚胺0.5～5摩尔，边搅拌边由恒压滴液漏斗滴加入溶于干燥有机溶剂的二环己基碳二亚胺(DCC)，二环己基碳二亚胺的量为1～5摩尔，在0℃到有机溶剂沸点之间的温度搅拌反应1h～120h，将反应液过滤，减压蒸去部分滤液，加入沉淀剂沉淀，过滤，干燥，得目标产物，即以罗丹明为母体的荧光探针。其反应过程如下式所示
3.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于干燥有机溶剂有乙腈、丙腈、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜，或者它们的混合物。
4.根据权利要求2所述的荧光探针的制备方法，其特征在于沉淀剂有乙醚、乙酸乙酯，或者它们的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种式(1)所示的以罗丹明为母体的荧光探针及制备方法。以3－位带有羧基的罗丹明染料为母体，与N－羟基琥珀酰亚胺及二环己基碳二亚胺反应，得到本发明所述的荧光探针。该类探针具有较高的荧光量子产率，可用于氨基酸、多肽、蛋白质及生物胺等分子中氨基的标记，也可作为pH的荧光指示剂，用于测定细胞及细胞器内的pH值。
文档编号G01N33/533GK1544944SQ200310108930
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月27日 优先权日2003年11月27日
发明者孟庆华, 郁美娟, 任吉存, 黄德音 申请人:上海交通大学