CN102154004A - 基于单羰基姜黄素化合物做为可视化pH荧光探针的应用 - Google Patents

基于单羰基姜黄素化合物做为可视化pH荧光探针的应用 Download PDF

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徐学涛
杜志云
卢宇靖
张瑞瑞
方岩雄
赵肃清
黄宝华
黄华容
谭伟
郑杰
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Abstract

本发明公开了一种基于单羰基姜黄素化合物做为可视化pH荧光探针的应用，可视化pH荧光探针具有如式I所示的结构，该系列单羰基姜黄素的荧光特性对pH检测灵敏度很高，对氢离子有很强的选择性，其他金属离子的干扰很小；这类探针作为测定pH的试剂具有广阔的前景；式I 式I中的R1,R2R3,R4所代表的基团为：OH,H,OCH3,Br取代基中的一种；X为CH2,CH2-O-CH2,CH2-S-CH2中的一种；n=0~2。

Description

基于单羰基姜黄素化合物做为可视化pH荧光探针的应用
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种基于单羰基姜黄素的化合物做为可视化pH荧光探针的应用。
背景技术
pH值是生理学、药物学、环境学等体系中的一个重要参数，化学反应的进行或完成, 细胞和细胞器的许多重要生理过程等都与它的改变密切相关。因此, pH值的测定具有十分重要的意义。现有的pH测试方法主要有光谱法、电极法和指示剂法等。电极法由于存在电化学的干扰，可能的机械磨损等缺陷而不使用于活体的pH测定。荧光光谱法是一种基于光学信号建立的检测方法，具有高灵敏性、高选择性、快速反映性并可逆向进行等优点。弥补了电极法上述的不足，并得到了长足的发展。在已报道的荧光探针中，有些探针分子随着溶液酸碱性的变化分子形态发生变化，表现为溶液颜色的显著改变。这类探针的特点是既可以通过溶液颜色变化定性判断溶液pH值又可以通过荧光性能准确的测量pH。
姜黄素(curcumin)是中药姜黄主要有效成分，有着众多的药用活性和光学性质。姜黄素类化合物具有特殊的D-π-P二烯酮荧光团结构，同时二烯酮结构的酮式与烯醇式之间的异构化转变也赋予其许多独特的光化学性质。此外，姜黄素结构中的酚羟基在碱性条件下可脱去质子，分子形态发生改变导致溶液颜色发生显著的变化。近期研究表明姜黄素可以通过与金属离子络合来改变荧光性能，也可作为金属离子的可视化探针。此外，单羰基姜黄素类化合物结构稳定，在酸碱条件下不容易分解。因此，以二烯酮为荧光团，酚羟基为脱质子基团，设计合成了结构稳定的单羰基姜黄素化合物，作为一种可视化pH荧光探针得到应用。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种高选择性、高灵敏性的可视化pH荧光探针；目的之二是提供工艺简单的该可视化荧光探针的合成方法；目的之三是提供该可视化荧光探针的用途。
本发明的目的之一通过如下技术方案来实现：
本发明的可视化荧光探针具有如下结构式：
Figure 165035DEST_PATH_IMAGE001
该系列单羰基姜黄素的荧光特性对pH检测灵敏度很高，对氢离子有很强的选择性，其他金属离子的干扰很小；这类探针作为测定pH的试剂。
本发明的目的之二可以通过如下技术措施来实现：
将一定比例的醛与酮溶于乙醇或者冰醋酸，加入一定量的饱和HCl的冰醋酸溶液，于室温（25～30 ℃）搅拌反应。反应完全后加入水，过滤沉淀得到粗产品，用乙醇重结晶即得。
本发明的目的之三可通过如下技术措施来实现：
将本发明的可视化pH荧光探针应用于环境体系中pH的检测。
本发明的可视化pH荧光探针的有益效果：
1． 探针分子的激发波长在350 ～ 600 nm范围内，发射波长在450 ～ 700 nm范围内。 稳定性好，能够长期保存使用，适用于多种环境体系，特别是细胞及细胞器体系。
2．在pH 7.00～ 10.00范围内，探针分子的紫外吸收和荧光光谱对pH有强烈的依赖作用。
3． 探针分子具有良好的耐光性，同时对氢离子有很好的选择性，金属离子（Mg2+, Ca2+, Ag+, Ba2+, Cu2+, Mn2+, Fe2+, Pb2+）对检测没有影响。有很好的选择性，常见的金属离子对分子的荧光信号干扰性很小。
4 .Stokes 位移大。荧光背景干扰小，信噪比好。
5. 溶液颜色随着pH的变化发生显著改变。
6 .当溶液由酸性变为碱性时，紫外吸收光谱红移大，溶液颜色变化明显。
本发明的可视化pH荧光探针具有很重要的应用价值，本发明的探针即可
作为酸碱指示剂，通过溶液颜色变化简单快速的判断环境的pH值，又可以通过荧光性能的改变检测环境的pH值。
附图说明
图1 探针的紫外吸收光谱随pH的变化图。
图2 探针的荧光光谱随pH的变化图。
图3 荧光强度随时间的变化图。
图4 金属离子（Mg2+, Ca2+, Ag+, Ba2+, Cu2+, Mn2+, Fe2+, Pb2+）对探针荧光强度的影响图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步说明，本发明不限于此。
实施例1：
将0.01 mol 的4-羟基-3-甲氧基-苯甲醛与0.005 mol 的丙酮置于圆底烧瓶中，加入20 mL饱和HCl的冰醋酸溶液，于室温（25-30 ℃）搅拌30 min 后放置2天。反应完全，于反应瓶中加入20 mL 水，过滤沉淀得到粗产品，用乙醇重结晶，真空干燥得橙黄色粉末。1,5-双（4-羟基-3-甲氧基）-1,4-戊二烯-3-酮  Yield 98%. mp 99–100 °C. 1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz) δ (ppm): 9.60 (brs, 2H, –OH), 7.63 (d, J = 15.9 Hz, 2H, –CH=C–), 7.35 (s, 2H, ArH), 7.18 (d, J = 8.1 Hz, 2H, ArH), 7.12 (d, J = 15.9 Hz, 2H, –C=CH–), 6.81 (d, J = 8.1 Hz, 2H, ArH), 3.84 (s, 6H, –OCH3). ESI–MS (m/z): 325[M-1]-. Anal. Calc. for C19H18O5: C 69.93, H 5.56. Found: C 69.79, H 5.67。
实施例2：
将0.01 mol 的4-羟基-3-甲氧基-苯甲醛与0.005 mol 的环戊酮置于圆底烧瓶中，加入20 mL饱和HCl的冰醋酸溶液，于室温（25-30 ℃）搅拌30 min 后放置2天。反应完全，于反应瓶中加入20 mL 水，过滤沉淀得到粗产品，用乙醇重结晶。2,5-双（4-羟基-3-甲氧基苯亚甲基）环戊酮  Yield 94%. mp 212–214 °C. 1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz) δ (ppm): 9.64 (brs, 2H, –OH), 7.34 (s, 2H, –CH=), 7.23 (s, 2H, arom), 7.15 (d, J = 8.1 Hz, 2H, ArH), 6.87 (d, J = 8.1 Hz, 2H, ArH), 3.83 (s, 6H, –OCH3), 3.06 (s, 4H, –H2C–CH2–). ESI–MS (m/z): 351[M-1]-. Anal. Calc. for C21H20O5: C 71.58, H 5.72. Found: C 71.50, H 5.88。
实施例3：
将0.01 mol 的4-羟基-3-甲氧基-苯甲醛与0.005 mol 的环戊酮置于圆底烧瓶中，加入20 mL饱和HCl的冰醋酸溶液，于室温（25-30 ℃）搅拌30 min 后放置2天。反应完全，于反应瓶中加入20 mL 水，过滤沉淀得到粗产品，用乙醇重结晶。Yield 98%. mp 178–179 °C. 1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz) δ (ppm): 9.48 (brs, 2H, –OH), 7.53 (s, 2H, –CH=), 7.08 (s, 2H, ArH), 7.01 (d, J = 8.1 Hz, 2H, ArH), 6.82 (d, J = 8.1 Hz, 2H, ArH), 3.79 (s, 6H, –OCH3), 2.87 (t, J = 6.7 Hz, 4H, –H2C–C–CH2–), 1.71 (q, J = 6.7 Hz, 2H, –C–CH2–C–). ESI–MS (m/z): 365[M-1]-. Anal. Calc. for C22H22O5: C72.12, H 6.05. Found: C 72.03.48, H 6.02。
实施例4：
将0.01 mol 的4-羟基-3-甲氧基-苯甲醛与0.005 mol 的环戊酮置于圆底烧瓶中，加入20 mL饱和HCl的冰醋酸溶液，于室温（25-30 ℃）搅拌30 min 后放置2天。反应完全，于反应瓶中加入20 mL 水，过滤沉淀得到粗产品，用乙醇重结晶。Yield 82%. mp 226–228 °C. 1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz) δ (ppm): 9.54 (brs, 2H, –OH), 7.52 (s, 2H, –CH=), 7.07 (s, 2H, ArH), 7.00 (m, 2H, ArH), 6.83((m, 2H, ArH), 3.98 (s, 4H, –CH2–O–CH2–), 3.81 (s, 6H, –OCH3). ESI–MS (m/z): 367[M-1]-. Anal. Calc. for C21H20S6: C 68.47, H 5.47. Found: C 68.45, H 5.68。
实施例5：
将0.01 mol 的4-羟基-3-甲氧基-苯甲醛与0.005 mol 的环戊酮置于圆底烧瓶中，加入20 mL饱和HCl的冰醋酸溶液，于室温（25-30 ℃）搅拌30 min 后放置2天。反应完全，于反应瓶中加入20 mL 水，过滤沉淀得到粗产品，用乙醇重结晶。Yield 82%. mp 98–100 °C. 1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz) δ (ppm): 9.64 (brs, 2H, –OH), 7.57 (s, 2H, –CH=), 7.00 (s, 4H, ArH), 6.85 (m, 4H, ArH), 4.89 (s, 4H, –CH2–S–CH2–), 3.81 (s, 6H, –OCH3). ESI–MS (m/z): 383[M-1]-. Anal. Calc. for C21H20O5S: C 65.61, H 5.24. Found: C 65.60, H 5.44。
实施例6：
选择具有代表性性的探针2,5-双（4-羟基-3-甲氧基苯亚甲基）环戊酮  ，评价其对pH的依赖性。在不同pH值的缓冲溶液中加入定量的化合物，使其终浓度为10 mM。待溶液稳定2 min后进行紫外吸收光谱扫描，研究紫外吸收光谱与溶液pH值的关系。根据化合物的吸收光谱确定其荧光光谱的激发波长，进而对不同pH值的化合物溶液（终浓度为10 mM）进行荧光光谱扫描，研究荧光光谱与溶液pH值的关系。图1为紫外吸收pH滴定，从图中可以看出紫外吸收对pH有很好的选择性，从酸性到碱性变化时，紫外吸收光谱发生很大红移，伴随着溶液颜色由黄色变为红色。图2为荧光pH滴定，从图中可是看出在pH7.00 – 10.00范围内荧光光谱强度发生显著增加，而且Stokes 位移大。
实施例7：
选择具有代表性性的探针2,5-双（4-羟基-3-甲氧基苯亚甲基）环戊酮  ，评价其耐光性。图3为探针的荧光光谱强度与时间的关系图，可以看出随着时间的推移，探针的荧光光谱强度变化不大，具有良好的耐光性。
实施例8：
选择具有代表性性的探针2,5-双（4-羟基-3-甲氧基苯亚甲基）环戊酮  ，评价其抗金属离子干扰能力。图4为有金属离子存在的情况下荧光强度的变化，可以看出金属离子对探针荧光强度影响不明显。

Claims (1)

1.一种基于单羰基姜黄素化合物做为可视化pH荧光探针的应用，其特征在于所述的可视化荧光探针具有式I所示的结构： 
 
Figure 806282DEST_PATH_IMAGE001
式I           
式I中的R1, R2 R3, R4所代表的基团为：OH、 H、OCH3、 Br取代基中的一种；X为CH2、CH2-O-CH2、CH2-S-CH2中的一种；n = 0~2。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507519A (zh) * 2011-10-26 2012-06-20 华南师范大学 丹磺酸作为pH荧光探针的应用
CN107118091A (zh) * 2017-05-05 2017-09-01 贵州大学 一种铜离子络合型荧光分子探针的制备及其在检测水杨酸方面的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101003470A (zh) * 2007-01-22 2007-07-25 温州医学院生物与天然药物开发中心有限公司 姜黄素单羰基结构类似物及其用途
US20080234320A1 (en) * 1999-12-03 2008-09-25 Emory University Curcumin analogs with anti-tumor and anti-angiogenic properties

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080234320A1 (en) * 1999-12-03 2008-09-25 Emory University Curcumin analogs with anti-tumor and anti-angiogenic properties
CN101003470A (zh) * 2007-01-22 2007-07-25 温州医学院生物与天然药物开发中心有限公司 姜黄素单羰基结构类似物及其用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MINE G. UCAK-ASTARLIOGLU，ROBERT E. CONNORS: "Absorption and Fluorescence of 2,5-Diarylidenecyclopentanones in Acidic Media: Evidence for Excited-State Proton Transfer", 《J. PHYS. CHEM. A》, vol. 109, no. 37, 25 August 2005 (2005-08-25), pages 8275 - 8279 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507519A (zh) * 2011-10-26 2012-06-20 华南师范大学 丹磺酸作为pH荧光探针的应用
CN102507519B (zh) * 2011-10-26 2013-08-28 华南师范大学 丹磺酸作为pH荧光探针的应用
CN107118091A (zh) * 2017-05-05 2017-09-01 贵州大学 一种铜离子络合型荧光分子探针的制备及其在检测水杨酸方面的应用
CN107118091B (zh) * 2017-05-05 2020-06-09 贵州大学 一种铜离子络合型荧光分子探针的制备及其在检测水杨酸方面的应用

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