一种基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针及其应用

1.本发明属于化学分析测试领域，具体涉及一种基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针及其应用。


背景技术：

2.生物胺(bas)是多种生物通过氨基酸脱羧作用，经酶催化合成的含氮化合物。根据其结构中氨基的数量，bas可分为单胺类(含一个胺基的化合物)和多胺类(含多个胺基的化合物)。bas可由动植物内源性产生，在食品加工和不适当的保存过程中也可以由微生物外源性产生。过量的bas会产生细胞毒性，导致严重后果，例如：组胺和酪胺会诱导炎症症状，而腐胺和尸胺与胺氧化酶相互作用并增加组胺的毒性。此外，在含有亚硝酸盐和硝酸盐固化剂的肉类产品中腐胺，尸胺，亚精胺和精胺可与亚硝酸盐反应形成致癌的n-亚硝胺。因此，发展针对bas简单快捷的检测技术对于疾病的早期诊断和维护食品安全具有重要意义。
3.传统的bas检测方法主要包括薄层色谱法、毛细血管电泳法、气质联用法和高效液相色谱法等，但是样品处理步骤繁琐、操作复杂、时间较长、需要大型仪器支持等，大大限制了它们的实际应用。近年来，以荧光探针为基础的光学成像以其灵敏度高、选择性好、操作简便、成本低，并能在生物微环境中实时检测的优点，被广泛应用于各个领域。
4.目前基于荧光法开发了多种用于bas检测的化学探针，主要采用各种超分子方法，包括嵌入染料的胶束，溶胶-凝胶膜，共轭聚合物和其他超分子方法。它们通过基于分析物诱导的靶点的自组装来放大传感响应。而这些超分子结构的探针大多选择性低，易受外部刺激(例如光，热)的影响。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针，该荧光探针的结构式为：
[0006][0007]
本发明还提供了一种基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探的制备方法，其反应方程式为：
[0008][0009]
具体制备方法为：将7-羟基-4-甲基香豆素-3-乙酸和6-溴苯并[d]噁唑溶于二甲基亚砜溶液中。在碱(碳酸钾)性条件下，70～90℃加热反应3～4小时。待反应完全后，将反
应体系冷却到室温，减压蒸馏去除有机溶剂，所得化合物在展开剂中通过薄层色谱法分离提纯，得到白色固体产物syl-4。
[0010]
其中，7-羟基-4-甲基香豆素-3-乙酸、6-溴苯并[d]噁唑和碳酸钾的摩尔当量比为1:1.1:1.1；展开剂为体积比为3:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂。
[0011]
本发明还提供了一种基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探的应用：基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针syl-4在ctab表面活性剂水溶液中可以快速识别bas。
[0012]
生物胺为酪胺、腐胺、色胺、亚精胺、精胺、苄胺、多巴胺、组胺。
[0013]
ctab表面活性剂水溶液的浓度为0.2-1mm。
[0014]
本发明化合物结构中采用了香豆素作为荧光基团，在香豆素的7号位上取代供电子基团(羟基)，在3号位上取代吸电子基团(羧基)，使香豆素形成电子推拉的同时，更加增强了香豆素衍生物的水溶性。配体结构主要为苯并噁唑衍生物，通过在多个位点进行取代，导致不同的物理和化学性质。
[0015]
所制备的化合物的结构中，醚键为作用靶点能与生物胺(bas)相互作用。在探针syl-4结构中，苯并噁唑部分为电子供体单元，香豆素环处于低能级轨道为电子受体单元，当-o-苯并噁唑部分与bas发生专一性响应后醚键断裂，会显著抑制分子内电荷转移(ict)过程，导致荧光淬灭现象，从而达到识别bas的作用。
[0016]
有益效果
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本发明解决了在ctab溶剂体系中探针syl-4对bas快速识别的问题。从反应现象上看，在ctab表面活性剂水溶液中加入探针syl-4并测量荧光强度，当加入不同种类的bas后，探针syl-4在460nm处的荧光强度均发生了显著的下降，从而显示出在该体系中探针syl-4对多种bas的识别作用。
附图说明：
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图1为实施例1制备的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针syl-4在ctab表面活性剂溶液中与不同bas(酪胺(tyr)、腐胺(put)、色胺(try)、亚精胺(spd)、精胺(spm)、苄胺(benzylamine)、多巴胺(da)、组胺(his))作用后的荧光光谱图。
[0019]
图2为实施例1制备的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针syl-4在0.2-1mm的ctab表面活性剂溶液中与bas(以spm为例)作用后在460nm处的荧光强度对比图。
[0020]
图3为实施例1制备的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针syl-4在0.4mm的ctab表面活性剂水溶液中与中与不同浓度的bas(以spm为例)作用后的荧光光谱图。
[0021]
图4为实施例1制备的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针syl-4的氢谱。
具体实施方式
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下面结合具体的实施方式对本发明进行详细说明。
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实施例1
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将7-羟基-4-甲基香豆素-3-乙酸(100mg，0.426mmol)和6-溴苯并[d]噁唑(93mg，0.469mmol)溶于4ml二甲基亚砜溶液中。在碳酸钾(65mg，0.469mmol)存在的条件下，85℃加热反应3.5小时。待反应结束后，减压蒸馏除去溶剂得到黄色固体，所得粗品经薄层色谱法(展开剂体积比：石油醚：乙酸乙酯＝3:1)分离提纯后得到85.6mg白色固体syl-4，产率为
57％。
[0025]
具体应用方法为：向96孔板中分别加入2ul 10mm的bas溶液(每个孔中的bas分别为(酪胺(tyr)、色胺(try)、多巴胺(da)、亚精胺(spd)、苄胺(benzylamine)、组胺(his)、腐胺(put)、精胺(spm))、196ul的4mm ctab表面活性剂溶液和2ul 5mm的基于苯并噁唑的香豆素类荧光探针syl-4，同时以不加bas的含有荧光探针syl-4的溶液作为对比。将每孔的溶液混合均匀，测出每孔中溶液的荧光强度。结果显示bas对探针syl-4具有明显淬灭作用，从而显示出在ctab溶剂体系中探针syl-4对于bas的快速识别作用。
[0026]
图1为实施例1制备的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针在4mm ctab表面活性剂溶液中与不同bas(酪胺(tyr)、色胺(try)、多巴胺(da)、亚精胺(spd)、苄胺(benzylamine)、组胺(his)、腐胺(put)、精胺(spm))作用后的荧光光谱图。图中显示，滴加不同bas溶液后探针syl-4的荧光强度变化情况。当加入不同种类的bas时，探针syl-4在460nm处的荧光强度均发生了显著的下降，从而显示出在该体系中化合物对多种bas的识别作用。
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图2为实施例1制备的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针在0.2-1mm的ctab表面活性剂水溶液中与bas(以spm为例)作用后在460nm处的荧光强度对比图。图中显示，随着ctab表面活性剂水溶液浓度的增加，探针syl-4溶液和spm+syl-4溶液体系的荧光强度均成下降趋势。其中，在不同浓度的ctab表面活性剂水溶液中与没有添加spm的探针溶液相比，加入spm后，荧光强度均下降2倍左右，在ctab表面活性剂溶液浓度为0.4mm时达到最佳检测效果。从而显示出该探针在浓度范围为0.2-1mm的ctab表面活性剂水溶液中可以识别bas。
[0028]
图3为实施例1制备的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针syl-4在0.4mm的ctab表面活性剂水溶液中与中与不同浓度的bas(以spm为例)作用后的荧光光谱图。图中显示，随着spm浓度的增加，syl-4探针溶液的荧光强度逐渐减弱。spm浓度在1-500um范围内时，spm浓度越高，探针荧光淬灭现象越明显。在其最终浓度为10um时，探针syl-4在460nm处的荧光峰仍能与不加spm的背景荧光曲线区别，从而得出该探针对bas的检测限低、灵敏度高。
[0029]
图4为实施例1制备的基于苯并噻唑衍生物的香豆素荧光探针syl-4的氢谱。1h nmr(400mhz,dmso)δ10.93(s,1h),8.38-7.97(m,1h),7.68(d,j＝8.4hz,2h),7.31
–
6.48(m,4h),3.57(s,2h),2.86(m,2h).
[0030]
实施例2
[0031]
将7-羟基-4-甲基香豆素-3-乙酸(200mg，0.852mmol)和6-溴苯并[d]噁唑(186mg，0.938mmol)溶于8ml二甲基亚砜溶液中。在碳酸钾(130mg，0.938mmol)存在下，85℃加热反应3.5小时。反应结束后减压蒸馏除去溶剂得到黄色固体，薄层色谱法(展开剂体积比：石油醚：乙酸乙酯＝3:1)分离提纯后得到最终157.3mg最终产物syl-4，产率为52％。
[0032]
实施例3
[0033]
将7-羟基-4-甲基香豆素-3-乙酸(200mg，0.852mmol)和6-溴苯并[d]噁唑(186mg，0.938mmol)溶于8mll二甲基亚砜溶液中。在碳酸钾(130mg，0.938mmol)存在下，90℃加热反应4小时。反应结束后减压蒸馏除去溶剂得到黄色固体，薄层色谱法(展开剂体积比：石油醚：乙酸乙酯＝3:1)分离提纯后得到最终176.8mg最终产物syl-4，产率为59％。

技术特征：
1.一种基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针，其特征在于：所述荧光探针的结构式为：2.一种如权利要求1所述的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：将7-羟基-4-甲基香豆素-3-乙酸和6-溴苯并[d]噁唑溶于二甲基亚砜溶液中，反应液在碱性条件下加热回流，待反应完全后，将反应体系冷却到室温，减压蒸馏去除有机溶剂，所得化合物在展开剂中通过薄层色谱法分离提纯，得到白色固体产物基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针syl-4。3.如权利要求2所述的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针的制备方法，其特征在于：所述碱为碳酸钾；所述7-羟基-4-甲基香豆素-3-乙酸、6-溴苯并[d]噁唑和碳酸钾的摩尔当量比为1:1.1:1.1。4.如权利要求2所述的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针的制备方法，其特征在于：所述加热回流的反应温度为70～90℃，反应时间3～4小时。5.如权利要求2所述的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针的制备方法，其特征在于：所述展开剂为体积比为3:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂。6.一种如权利要求1所述的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针的应用，其特征在于：所述基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针在十六烷基三甲基溴化铵(ctab)表面活性剂水溶液中用于快速识别生物胺(bas)。7.如权利要求6所述的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针的应用，其特征在于：所述ctab表面活性剂水溶液的浓度为0.2-1mm。8.如权利要求6所述的基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针的应用，其特征在于：所述生物胺为酪胺、腐胺、色胺、亚精胺、精胺、苄胺、多巴胺、组胺。

技术总结
本发明属于化学分析测试领域，具体涉及一种基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针及其应用。将7-羟基-4-甲基香豆素-3-乙酸和6-溴苯并[d]噁唑溶于二甲基亚砜溶液中，反应液在碳酸钾的碱性条件下70～90℃加热回流3～4小时。所得粗品通过薄层色谱法分离提纯，得到基于苯并噁唑衍生物的香豆素类荧光探针SYL-4。本发明得到的香豆素类荧光探针在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂水溶液中可快速识别生物胺(BAs)。识别生物胺(BAs)。


技术研发人员：刘晓骞 唐梦圆 蔡晓宇 韩加伟 王珏 吴天祥 陈钰 沈冬冬
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/28