pH荧光探针及其合成方法与应用【中国发明】

一、专利名称及专利号

名称：《pH荧光探针及其合成方法与应用》

专利号：ZL202110443627.4

二、应用领域

本申请属于有机小分子荧光探针技术领域，尤其涉及一种pH荧光探针及其合成方法与应用。

三、专利说明

1、摘要：

本申请涉有机小分子荧光探针技术领域，提供了一种pH荧光探针，其包括喹啉鎓离子为骨架，通过碳碳单键与喹啉鎓离子骨架结构相连的对叔氨基苯基以及抗衡离子；该pH荧光探针在pH为4～7的变化范围内荧光强度变化非常明显，其荧光强度随pH的降低而逐渐增强；此外，该化合物的分子结构以410nm为激发波长，其最大发射波长为478‑509nm；且化合物的分子结构具有特殊的穿透性，能穿过细胞膜，但不能穿透细胞核膜，故可以选择性地标记在亚细胞层次的特殊位置；同时其具有较大的斯托克位移，可以降低信噪比，适合广泛应用于细胞内外弱酸性环境pH的检测。

2、背景：

氢离子是人体内最重要的离子之一，在细胞和细胞器内众多的生理过程中发挥了重要作用，比如：离子运输、细胞增殖和凋亡、内吞作用、多重耐药、细胞黏附、肌肉收缩等，因此维持pH平衡对人体健康至关重要。通常pH的细微变化可能会导致许多功能障碍，如膜收缩力破坏、蛋白质变性、酶功能异常和自由基生成失败等。例如，溶菌酶在pH为4.5‑5.5环境下可能会导致细胞代谢中蛋白质的降解。同时pH也与许多严重的神经系统退行性疾病、癌症和心肺疾病密切相关。如肿瘤在发展过程中，会出现缺氧，使得细胞内外造成酸中毒，从而表现出pH降低，最终导致异常的细胞活动。所以，实时精确且快速地检测人体细胞内外的pH值对研究人体的生理病理过程和疾病的诊断都具有重要意义。

相对于微电极、核磁共振波谱法(NMR)、吸光光谱法这些检测生物样品pH值方法，荧光光谱法具有独特的优势：操作简单、高选择性、高灵敏度、可实时检测、成本低、不受外界电磁场影响，且大多数情况下对细胞无害。pH荧光分子探针通常由三部分组成：荧光基团，连接基团，还有识别基团。未结合质子之前，探针分子不发射荧光，或荧光很弱，一旦识别基团与质子作用，分子中抑制荧光的条件消失，荧光团发出强烈的荧光，从而实现检测pH的目的。目前开发的pH荧光探针中常用的荧光基团有荧光素(Fluorescein)、罗丹明 (Rhodamine)、香豆素(Coumarin)、氟硼荧(BODIPY)及花青素(Cyanine)等。此类荧光基团大部分本身无法选择标记的细胞器，需要另外连接靶向基团，再辅之以检测的识别基团，分子探针的合成步骤会变得较为复杂，其合成成本也较高。另外，因为难以简单改变其发光波长，要实现同时检测不同种分子或同结构分子在不同细胞器中的过程变得较为困难。而且这些荧光探针上的荧光基团存在一些不足之处：次优激发和发射波长、光漂白、光谱变化微弱等。因此，由于现有技术的pH荧光探针发光波长不可调节，不具有靶向作用，影响了pH荧光探针的广泛应用。

四、相关文件下载

专利证书：/UploadFiles/20231008/2023100815190607607.pdf

专利详情：/UploadFiles/20231008/20231008151964446444.pdf