CN104277061A

CN104277061A - 一种硼酸荧光分子探针及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104277061A
Application number: CN201410507689.7A
Authority: CN
Inventors: 赵建章; 崔京南; 王肇
Original assignee: SUZHOU FUDUN SPECTRUM INSTRUMENTS Co Ltd
Current assignee: Dalian Baojie Chemical Technology Co ltd
Priority date: 2014-09-28
Filing date: 2014-09-28
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2034-09-28
Also published as: CN104277061B

Abstract

一种硼酸荧光分子探针及其制备方法和应用，该类探针化合物通过对氟硼吡咯（Bodipy）类荧光染料进行简单的化学修饰而成，属于精细化工技术领域。这种基于Bodipy的荧光染料分子中的硼酸基团，能够以共价键牢固地与被分析物结合，解决了普通荧光探针不能在水溶液中使用的难题，对于设计可实际应用的荧光增强型探针化合物有指导性的意义。该类探针化合物的激发和发射波长均在可见光区；在近中性pH的实用检测范围内，对葡萄糖、葡萄糖酸、酒石酸等有很好的选择性；具有很好的灵敏性。该探针化合物可用于实现以荧光方式对葡萄糖进行检测，在医学、工业生产等过程的葡萄糖检测中有潜在的应用价值。

Description

一种硼酸荧光分子探针及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种硼酸荧光分子探针及其制备方法和应用，该化合物适用于酒石酸、扁桃酸等糖酸类化合物的荧光法检测，属于精细化工技术领域。

背景技术

在快速检测领域，分子探针是对超分子化学知识进行应用的一个实例，是新兴的学科。针对有机小分子或无机离子的分子探针显色分析法的研究，是当前分子识别研究的一个热点。糖类、糖酸类及其相关分子在生物有机体的新陈代谢中、以及疾病诊断治疗（如糖尿病等）有着非常重要的意义。识别生物有机体中的糖以及糖酸类化合物，并定量测试其在水溶液中的浓度，对于医学和生物学都有重要的意义。

以往并无很简便的方法用于糖酸、单糖类的识别检测。利用分子探针，对于糖类、糖酸、糖醇类的识别，大多数体系都是基于主客体之间形成氢键的机理。至今为止，没有能在水中识别低浓度糖及其相似物的分子探针。鉴于糖类及其相关分子在生物的新陈代谢中所起的重要作用，在水溶液中识别糖类及其相关分子显得尤为重要。苯硼酸与糖类之间的相互作用非常独特，在水溶液中苯硼酸能很容易的与二羟基化合物形成环状硼酸酯，属于共价键的作用，与普通的分子探针不同（普通的分子探针属于非共价的弱相互作用），所以说明书中的基于硼酸的新分子探针能克服溶剂与客体络合对主体的竞争。糖类包含链状排列的羟基，为络合提供了理想的架构。最常见的是苯硼酸与包含1,2或1,3-二醇的糖类通过共价键形成五元或六元环。由于苯硼酸的这些特性，使其作为识别糖类的理想识别基团。很多研究人员都致力于研究苯硼酸与多种胺的地结合，形成光诱导电子转移（PET）的糖类识别体系。

与普通的荧光分子探针相比，苯硼酸类荧光探针存在多个优点：(1)高灵敏性；(2)高选择性(化学选择性和对映选择性)；(3)检测方便快速（可用于原位分析）；(4)水溶性好等等。这些优点，引起了超分子化学工作者的关注。由于荧光固有的灵敏性，进行分析时对探针的量要求非常少，一般只有10^-6mol/L，而且荧光分光计应用普遍，容易实现检测。此外，在某些新兴研究领域，使用传统分析方法往往不能满足要求，而在这些领域，分子探针将发挥巨大的作用。

发明内容

本发明目标在于制备新型的荧光分子探针，用于改进现有技术中水溶性差，灵敏度低，荧光量子产率低的不足，设计并合成出适于检测低浓度糖酸分子的荧光增强型BODIPY荧光探针化合物。

本专利发明人发现糖酸分子与探针分子络合能够促进形成五员或六员环状硼酸酯，增强B-N之间的相互作用，从而阻止了PET导致荧光发射显著增强，识别过程能在10 s内完成。而硼酸基团又具备水溶性，由此，本发明的探针化合物能够用于选择性检测样品中的ppm级浓度的糖酸分子，同时提供增强型的荧光信号，从而克服了现有技术中的缺点。本发明使用BODIPY荧光基团，荧光量子产率高，发射波长相对较长，可以实现室温下溶液中检测ppb级浓度的糖酸，识别过程可在10 s内完成。

本发明的技术方案是：一种硼酸荧光分子探针，该化合物具有下列结构通式：

其中：

Q为、或；

R₁、R₂各自独立选自H、C_1-6烷基、卤素、-OR₆、-N(R₆)₂、-CN；

R₃、R₄和R₅各自独立选自H、C_1-6烷基、卤代烷基、巯基、氰基、硝基、-OR₆、-N(R₆)₂、-NHR₆、-CONHR₆、-CON(R₆)₂、-(CH₂CH₂O)_nH、-(CH₂)_mCOOM或-(CH₂)_mSO₃M；

R₆为H、C_1-6烷基或CH₂CH₂OH；

n、m各自为0-6的整数；

M为H、K、Na、Li、NH₃R₆、NH₂(R₆)₂、NH(R₆)₃或N(R₆)₄。

一种硼酸荧光分子探针的制备方法，包括以下步骤：

(1) 使吡咯与苯甲酰氯及三氟化硼乙醚反应，得到中间体BODIPY：带有取代基R₁和R₂吡咯类化合物加入卤代烷溶剂中，室温搅拌，使吡咯类化合物均匀分散于溶剂中；在氩气保护条件下滴加带有取代基R₃的酰氯类化合物；滴加完毕后，继续室温搅拌三天，再滴加三乙胺与三氟化硼乙醚，室温搅拌一天，减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷），得深红色粘稠物，在甲醇中重结晶得红色固体，中间体BODIPY；所述吡咯类化合物：酰氯类化合物：三乙胺：三氟化硼乙醚的摩尔比为1:（1.05-1.1）：（2-5）：（2-5）。

所述吡咯类化合物优选而不局限于2，4-二甲基吡咯、吡咯、2，4-二乙基吡咯、2,4-二氯吡咯、2,4-二氰基吡咯、2,4-二乙氧基吡咯、2,4-二（N,N-二异丙基）吡咯、2-乙基-4-甲基吡咯、2-氯-4-甲基吡咯等。该类化合物易变质，应低温并由惰性气体保护存放。所述酰氯类化合物优选而不限于苯甲酰氯、对氯苯甲酰氯、对氰基苯甲酰氯、间硝基苯甲酰氯、邻羟基苯甲酰氯、4-（N,N-二乙基）苯甲酰氯、或等，酰氯类化合物比较活泼，应在干燥条件下使用，比如用氩气、氮气等惰性气体保护下加入，其加入量优选相对于吡咯类化合物过量，以利于反应进行。卤代烷溶剂优选而不局限于：二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、氯仿，使用这些溶剂的优点是其沸点不高，便于在反应后蒸发脱除，溶解性好。

反应过程可由薄层色谱检测，加入三氟化硼后，当强绿色荧光物质不再增加时反应达到终点。优选用二氯甲烷作为洗脱液进行色谱柱分离提纯产物。优选用甲醇进行重结晶。做核磁和质谱表征。

(2) 将中间体BODIPY与三氯氧磷和N,N-二甲基甲酰胺反应，得到中间体2：在冰浴及惰性气体保护条件下，将三氯氧磷和N,N-二甲基甲酰胺加入反应容器中，搅拌半小时，至生成白色块状固体，再加入卤代烷溶剂和中间体BODIPY，然后回流搅拌反应3-5小时，减压脱出溶剂，将残余物倒入饱和碳酸氢钠溶液中，析出固体，过滤，柱层析分离提纯（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷），得到中间体2化合物。

该步骤中溶剂优选1，2-二氯乙烷，便于溶解反应物，便于进行回流和反应、也便于反应后的脱除。三氯氧磷优选采用市售产品。加入量优选等量于N，N-二甲基甲酰胺并大过量与中间体II，以利于反应。优选在惰性气体保护下进行反应，这样可以使产率更高。用二氯甲烷作为洗脱液进行色谱柱分离提纯产物。产物通过核磁与质谱进行表征。

所述三氯氧磷与N，N-二甲基甲酰胺的用量的摩尔比一致，所述三氯氧磷与中间体BODIPY的摩尔比为100-150：1；

(3) 中间体2化合物与胺反应并用硼氢化钠还原：将中间体2化合物加入反应器中，加入混合溶剂（四氢呋喃：乙醇的体积比为2：7），室温搅拌，惰性气体保护下，加入带有取代基的伯胺，升温至80 °C，搅拌8 小时，冷却至室温，加入还原剂，反应1小时，减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯），得到中间体3化合物，所述还原剂为硼氢化钠或氰基硼氢化钠；所述中间体2化合物：带有取代基的伯胺：还原剂的摩尔比为1：（1.05-1.1）：（5-7）。

该步骤中的溶剂优先选用四氢呋喃/乙醇为2：7，便于溶解反应物，便于回流并反应。中间体2为粉末状固体，优选将其溶解后再加入胺反应。所述带有取代基的伯胺为苄胺、对氟苄胺、手性苯乙胺、对乙基苄胺、、、、、、、、、等。还可包括烷基胺等取代基；还原剂优选5倍过量以完全还原西弗碱，选用乙酸乙酯作为洗脱液进行色谱柱分离提纯产物，产物通过核磁与质谱进行表征。

(4) 将中间体3化合物与溴代保护苯硼酸反应，得荧光分子探针：将中间体3化合物加入反应器中，以乙腈为溶剂，室温搅拌，在惰性气体保护条件下加入带有R₅取代基的溴代保护苯硼酸及过量碳酸钾，升温至70-90 °C，搅拌8-12 小时，冷却至室温，加入盐酸溶液，水解半小时，萃取，干燥，减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯：石油醚=1：2）得到荧光分子探针；所述中间体3化合物：带有R₅取代基的溴代保护苯硼酸：碳酸钾的摩尔比为1：（1.05-1.1）：（4-8）。

带有R₅取代基的溴代保护的苯硼酸为、、、、、、、、等，该步骤中的溶剂优先选用乙腈，便于溶解反应物，便于回流并反应，加入丙二醇保护的溴代苯硼酸，并在反应结束后，用稀盐酸将保护基团水解，加入过量碱性化合物碳酸钾中和溴化氢，提高产率。用乙酸乙酯作为洗脱液进行色谱柱分离提纯产物，产物通过核磁与质谱进行表征。

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅ _、R₆的定义同化合物通式中的定义一致。

所述荧光分子探针在中性条件下的水溶液中，用于检测葡萄糖、酒石酸具有生物活性的物质。

所得荧光染料可通过本领域公知的分离和纯化技术回收，以达到需要的纯度。

本发明中使用的各种原料均可市售获得，或者可通过本领域技术人员公知的方法或现有技术中公开的方法由本领域公知的原料简单地制备得到。

应认识到，本发明化合物中的各种环取代基有一些可在上述步骤进行之前或刚完成后，通过标准的芳族取代反应来引入或通过常规的官能团修饰来产生。这种反应和修饰包括例如取代基通过芳族取代反应的引入、取代基的还原、取代基的烷基化和取代基的氧化。用于这些过程的试剂和反应条件是化学领域公知的。

除另有说明外，本文中使用的术语具有以下含义。

本文中使用的术语“烷基”包括直链烷基和支链烷基。如提及单个烷基如“丙基”，则只特指直链烷基，如提及单个支链烷基如“异丙基”，则只特指支链烷基。例如，“C_1-6烷基”包括C_1-4烷基、C_1-3烷基、甲基、乙基、正丙基、异丙基和叔丁基。类似的规则也适用于本说明书中使用的其它基团。本文中使用的术语“卤素”包括氟、氯、溴和碘。

本发明还提供使用上述式I化合物以检测糖酸分子的方法：将荧光分子探针溶于乙腈配制成浓度为1 mM的探针母液，再取适量探针母液加入含糖酸分子样品的甲醇/水溶液中，探针最终浓度为1 mM，然后测量荧光强度。

本发明的有益效果是：该探针分子可在pH 5-8范围内检测，满足于生物体内pH为中性的检测要求，检测灵敏度高，选择性好，响应迅速，并且可以用于含糖酸分子的样品的分析。由以上描述以及本领域技术人员公知的常识，可了解BODIPY类荧光探针化合物的各种优点：

(1) 该荧光探针化合物，激发和发射光谱在可见区，荧光量子产率高，对溶剂极性不敏感，并且化学/光稳定性好。

(2) 该荧光探针化合物的设计基于苯硼酸与糖酸类之间的相互作用，能很容易的与二羟基化合物形成环状硼酸酯，增强B-N之间的相互作用，从而阻止了PET导致荧光发射显著增强。探针分子络合糖酸分子前后荧光发射约有两倍的增强。在pH 5-8的范围内，可以实现检测过程。

(3) 该荧光探针化合物灵敏度高，在ppb级浓度钯离子存在下荧光有明显的增强。

(4) 响应迅速。探针化合物与钯离子的识别响应非常迅速，可以在10 s内完成。

附图说明

图1是本发明实施例1的荧光探针化合物B1的荧光强度以及探针与底物结合后的荧光强度随pH变化的谱图。荧光探针化合物的浓度是2 mM。糖酸浓度为25mM。测试缓冲液为50mM氯化钠（52.1%甲醇）。激发波长为500nm，发射波长为513 nm。横坐标为pH，纵坐标为荧光强度。所用的检测仪器为荧光分光光度计，型号：970CRT。

图2是本发明的荧光探针化合物B1对酒石酸分子荧光强度随浓度变化曲线图。荧光探针化合物的浓度是2 mM。络合常数K = (2.6±0.16)´10² M^-1, R ²= 0.997，pH = 7.0。测试缓冲液为50 mM氯化钠（52.1%甲醇）。激发波长为500nm，发射波长为513nm。横坐标为酒石酸浓度mol/l，纵坐标为归一化的荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号：970 CRT。

图3是本发明的荧光探针化合物B1对扁桃酸分子荧光强度随浓度变化曲线图。荧光探针化合物的浓度是2 mM。络合常数K = (5.38±0.40)´10² M^-1, R ²= 0.995， pH = 7.0。测试缓冲液为50mM氯化钠（52.1%甲醇）。激发波长为500nm，发射波长为513nm。横坐标为酒石酸浓度mol/l，纵坐标为归一化的荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号：970CRT （上海先科）。

具体实施方式

实施例 1 荧光探针化合物4的合成：

（1）化合物1的合成

在150 mL 双口烧瓶中加入2,4-二甲基吡咯（3 ml, 30 mmol），苯甲酰氯（2 mL, 18 mmol），室温搅拌三天。加入三乙胺（13 mL, 90 mmol），BF₃×Et₂O（15 mL, 120 mmol），室温搅拌一天。减压脱除溶剂。柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷）。得深红色粘稠物，在甲醇中重结晶得红色固体800 mg。产率 13%。

（2）化合物2的合成

在250 mL 双口烧瓶中，冰浴，氩气保护，加入10 mL DMF，10 mL 三氯氧磷。室温下搅拌30 min。加入100 mL 二氯乙烷，1（474 mg, 1.5 mmol），50 °C 搅拌3 h。减压脱除溶剂，残余物倒入300 mL 饱和NaHCO₃溶液中。析出橙色固体。柱层析分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷）得橙色粉末410 mg。产率：78%。

（3）化合物3的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入2（200 mg, 0.56 mmol），苄胺（120 mg, 1.12 mmol），溶剂18 mL（乙醇：四氢呋喃=7：2），80 ℃下搅拌8 h，冷却至室温，加入硼氢化钠（176 mg, 2.5 mmol），减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯）。得产物220 mg，产率：88%。

（4）探针4的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入3（200 mg, 0.45 mmol），溴代保护苯硼酸（228.6 mg, 0.9 mmol），碳酸钾（621 mg, 4.5 mmol）以及乙腈25 mL。氮气保护下，80℃下搅拌8 h。减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯：石油醚=1：2）。得产物70 mg，产率：30%。

实施例 2 荧光探针化合物8的合成：

（2）化合物5的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入2,4-二甲基吡咯（3 ml, 30 mmol），4-二乙氨基苯甲酰氯（3.8 g, 18 mmol），室温搅拌三天。加入三乙胺（13 mL, 90 mmol），BF₃×Et₂O（15 mL, 120 mmol），将室温搅拌一天。减压蒸除溶剂。柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷）。得深红色粘稠物，在甲醇中重结晶得紫红色固体650 mg。产率 8.9%。

（2）化合物6的合成

在250 mL 双口烧瓶中，冰浴，氩气保护，加入10 mL DMF，10 mL 三氯氧磷。室温下搅拌30 min。加入100 mL 二氯乙烷，5（595 mg, 1.5 mmol），50 °C 搅拌3 h。减压脱除溶剂，残余物倒入300 mL 饱和NaHCO₃溶液中。析出橙色固体。柱层析分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷）得暗橙色粉末390 mg。产率：66%。

（3）化合物7的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入6（237 mg, 0.56 mmol），1-氨甲基萘（176 mg, 1.12 mmol），溶剂18 mL（乙醇：四氢呋喃=7：2），80 ℃下搅拌8 h，冷却至室温，加入硼氢化钠（176 mg, 2.5 mmol），减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯）。得产物230 mg，产率：72 %。

（4）探针8的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入6（254 mg, 0.45 mmol），溴代保护苯硼酸（228.6 mg, 0.9 mmol），碳酸钾（621 mg, 4.5 mmol）以及乙腈25 mL。氮气保护下，80℃下搅拌8 h。减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯：石油醚=1：2）。得产物70 mg，产率：30%。

实施例 3 荧光探针化合物12的合成：

（3）化合物9的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入2,4-二甲基吡咯（3 ml, 30 mmol），4-氯苯甲酰氯（3.2 g, 18 mmol），室温搅拌三天。加入三乙胺（13 mL, 90 mmol），BF₃×Et₂O（15 mL, 120 mmol），将室温搅拌一天。减压蒸除溶剂。柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷）。得深红色粘稠物，在甲醇中重结晶得紫红色固体720 mg。产率 11 %。

（2）化合物10的合成

在250 mL 双口烧瓶中，冰浴，氩气保护，加入10 mL DMF，10 mL 三氯氧磷。室温下搅拌30 min。加入100 mL 二氯乙烷，9（540 mg, 1.5 mmol），50 °C 搅拌3 h。减压脱除溶剂，残余物倒入300 mL 饱和NaHCO₃溶液中。析出橙色固体。柱层析分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷）得橙色粉末390 mg。产率：67%。

（3）化合物11的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入10（200 mg, 0.56 mmol），3-amino-3-naphthylpropan-1-ol （120 mg, 1.12 mmol），溶剂18 mL（乙醇：四氢呋喃=7：2），80 ℃下搅拌8 h，冷却至室温，加入硼氢化钠（225 mg, 2.5 mmol），减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯）。得产物205 mg，产率：65%。

（4）探针12的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入11（200 mg, 0.36 mmol），溴代保护苯硼酸（228.6 mg, 0.9 mmol），碳酸钾（621 mg, 4.5 mmol）以及乙腈25 mL。氮气保护下，80℃下搅拌8 h。减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯：石油醚=1：2）。得产物53 mg，产率：21%。

实施例 4 荧光探针化合物16的合成：

（4）化合物13的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入2,4-二氯吡咯（4.1 g, 30 mmol），苯甲酰氯（2.5 g, 18 mmol），室温搅拌三天。加入三乙胺（13 mL, 90 mmol），BF₃×Et₂O（15 mL, 120 mmol），将室温搅拌一天。减压蒸除溶剂。柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷）。得深红色粘稠物，在甲醇中重结晶得紫红色固体610 mg。产率 8.3 %。

（2）化合物14的合成

在250 mL 双口烧瓶中，冰浴，氩气保护，加入10 mL DMF，10 mL 三氯氧磷。室温下搅拌30 min。加入100 mL 二氯乙烷，13（610 mg, 1.5 mmol），50 °C 搅拌3 h。减压脱除溶剂，残余物倒入300 mL 饱和NaHCO₃溶液中。析出橙色固体。柱层析分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷）得橙色粉末380 mg。产率：58%。

（3）化合物15的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入14（240 mg, 0.56 mmol），a-甲基苄胺（136 mg, 1.12 mmol），溶剂18 mL（乙醇：四氢呋喃=7：2），80 ℃下搅拌8 h，冷却至室温，加入硼氢化钠（225 mg, 2.5 mmol），减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯）。得产物230 mg，产率：76%。

（4）探针16的合成

在100 mL 双口烧瓶中加入15（194 mg, 0.36 mmol），溴代保护苯硼酸（228.6 mg, 0.9 mmol），碳酸钾（621 mg, 4.5 mmol）以及乙腈25 mL。氮气保护下，80℃下搅拌8 h。减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯：石油醚=1：2）。得产物49 mg，产率：20.2%。

实施例 5 荧光探针化合物4对糖酸的选择性：

使用上述合成的化合物4评价对糖酸的选择性。将2 mM的化合物4加到等量的各种糖酸分子的缓冲溶液中，改变pH值测荧光强度。探针激发波长为500 nm，探针发射波长513 nm，测试结果显示于图1中。从图中可以看到，荧光探针化合物4对酒石酸、扁桃酸具有较高的选择性。横坐标为pH值，纵坐标为荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号：970CRT。

实施例 6 荧光探针化合物4对酒石酸的络合常数曲线：

使用上述合成的化合物4评价对酒石酸分子的络合能力。将2 mM的化合物4加到缓冲溶液中，改变酒石酸浓度测荧光强度。探针激发波长为500 nm，探针发射波长513 nm，测试结果显示于图2中。从图中可以看到，荧光探针化合物4对酒石酸分子具有较好的络合能力，络合常数K = (2.6±0.16) ´10² M^-1, R ²= 0.997，pH = 7.0。测试缓冲液为50 mM氯化钠（52.1%甲醇）。横坐标为酒石酸浓度/mol dm^-3，纵坐标为荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号：970CRT。

实施例 7 荧光探针化合物4对扁桃酸的络合常数曲线：

使用上述合成的化合物4评价对扁桃酸分子的络合能力。将2 mM的化合物B1加到缓冲溶液中，改变扁桃酸浓度测荧光强度。探针激发波长为500 nm，探针发射波长513 nm，测试结果显示于图3中。从图中可以看到，荧光探针化合物4对扁桃酸分子具有较好的络合能力，络合常数K = (5.38±0.40)´10² M^-1, R ²=0.995， pH=7.0。测试缓冲液为50mM氯化钠（52.1%甲醇）。横坐标为扁桃酸浓度/mol dm^-3，纵坐标为荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号：970CRT。

Claims

1.一种硼酸荧光分子探针，其特征在于，该化合物具有下列结构通式：

其中：Q为、或；

R₃、R₄和R₅各自独立选自H、C_1-6烷基、卤代烷基、巯基、氰基、硝基、-OR₆、-N(R₆)₂、 -NHR₆、-CONHR₆、-CON(R₆)₂、-(CH₂CH₂O)_nH、-(CH₂)_mCOOM或-(CH₂)_mSO₃M；

R₆为H、C_1-6烷基或CH₂CH₂OH；

n、m各自为0-6的整数；

M为H、K、Na、Li、NH₃R₆、NH₂(R₆)₂、NH(R₆)₃或N(R₆)₄。

2.根据权利要求1所述的一种硼酸荧光分子探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 使吡咯与苯甲酰氯及三氟化硼乙醚反应，得到中间体BODIPY：带有取代基R₁和R₂吡咯类化合物加入卤代烷溶剂中，室温搅拌，使吡咯类化合物均匀分散于溶剂中；在氩气保护条件下滴加带有取代基R₃的酰氯类化合物；滴加完毕后，继续室温搅拌三天，再滴加三乙胺与三氟化硼乙醚，室温搅拌一天，减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷），得深红色粘稠物，在甲醇中重结晶得红色固体，中间体BODIPY；所述吡咯类化合物：酰氯类化合物：三乙胺：三氟化硼乙醚的摩尔比为1:（1.05-1.1）：（2-5）：（2-5）；所述卤代烷溶剂为二氯甲烷、1，2-二氯乙烷或氯仿；

(2) 将中间体BODIPY与三氯氧磷和N,N-二甲基甲酰胺反应，得到中间体2：在冰浴及惰性气体保护条件下，将三氯氧磷和N,N-二甲基甲酰胺加入反应容器中，搅拌半小时，至生成白色块状固体，再加入卤代烷溶剂和中间体BODIPY，然后回流搅拌反应3-5小时，减压脱出溶剂，将残余物倒入饱和碳酸氢钠溶液中，析出固体，过滤，柱层析分离提纯（硅胶柱，展开剂为二氯甲烷），得到中间体2化合物：

所述三氯氧磷与N，N-二甲基甲酰胺的用量的摩尔比为1:1，所述三氯氧磷与中间体BODIPY的摩尔比为100-150：1；

(3) 中间体2化合物与胺反应并用硼氢化钠还原：将中间体2化合物加入反应器中，加入混合溶剂（四氢呋喃：乙醇的体积比为2：7），室温搅拌，惰性气体保护下，加入带有取代基的伯胺，升温至80 °C，搅拌8 小时，冷却至室温，加入还原剂，反应1小时，减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯），得到中间体3化合物，所述还原剂为硼氢化钠或氰基硼氢化钠；所述中间体2化合物：带有取代基的伯胺：还原剂的摩尔比为1：（1.05-1.1）：（5-7）；

(4) 将中间体3化合物与溴代保护苯硼酸反应，得荧光分子探针：将中间体3化合物加入反应器中，以乙腈为溶剂，室温搅拌，在惰性气体保护条件下加入带有R₅取代基的溴代保护苯硼酸及过量碳酸钾，升温至70-90 °C，搅拌8-12 小时，冷却至室温，加入盐酸溶液，水解半小时，萃取，干燥，减压脱除溶剂，柱层析法分离（硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯：石油醚=1：2）得到荧光分子探针；所述中间体3化合物：带有R₅取代基的溴代保护苯硼酸：碳酸钾的摩尔比为1：（1.05-1.1）：（4-8）；

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅ _、R₆的定义同权利要求1中化合物通式中的定义一致。

3.根据权利要求1所述一种硼酸荧光分子探针的应用，其特征在于：所述荧光分子探针在中性条件下的水溶液中，用于检测葡萄糖、葡萄糖酸、酒石酸具有生物活性的物质。