Page 167 - 《精细化工》2021年第8期

第 8 期 田艺浓，等: 过氧化氢近红外荧光探针的合成及在食品安全检测中的应用 ·1661·

试。因此，在有效避免组织自体发光和降低组织光
损伤的基础上，生物相容性好也是荧光团的选择因
素之一。
目前，已报道的 H 2 O 2 荧光探针存在响应时间过
长、发射波长短、pH 适用范围窄等缺点。例如，2020
年，DU 等 [20] 报道的一个 H 2 O 2 荧光探针响应时间为
70 min；2019 年，ZHANG 等 [21] 报道了一个 H 2O 2 荧
光探针，响应时间为 30 min。均难以实现对 H 2O 2 的
快速检测。2010 年，DU 等 [22] 报道的一个以香豆素
为荧光母体的 H 2 O 2 荧光探针，发射波长为 475 nm； 化合物Ⅰ：将 1,1,2-三甲基-1H-苯并吲哚（5.0 g，
2021 年，MA 等 [23] 设计合成了一个以乙酰基香豆素 23.9 mmol）和 CH 3 I（4.0 g, 28.2 mmol）溶于甲苯
为荧光母体的 H 2 O 2 荧光探针，发射波长为 450 nm， （20 mL），回流 6 h。反应结束后，冷却至室温，反
在细胞水平上的测试易受背景荧光的干扰；2010 年， 应瓶中析出灰白色沉淀，过滤并用乙醚冲洗，得到灰
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DICKINSON 等 [24] 报道的一个 H 2 O 2 荧光探针的 pH 白色固体粉末化合物Ⅰ 7.13 g，收率 85%。 HNMR
适用范围为 10~11，同样受到一些生化测试方面的 (500 MHz, DMSO-d 6)，δ：8.43 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.35
(d, J = 8.9 Hz, 1H), 8.27 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 8.16 (d,
限制，如细胞成像测试。因此，需要设计一种响应
J = 8.8 Hz, 1H), 7.84 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.78 (t, J =
时间短、发射波长长、生物相容性好的荧光探针， 7.5 Hz, 1H), 4.15 (s, 3H), 2.93 (s, 3H), 1.81 (s, 6H)。
以实现对细胞和食品中 H 2 O 2 的快速检测。 化合物Ⅱ和化合物Ⅲ：参照文献[26]的方法制得。
本文以半花菁为荧光母体，依据硼酸酯可以被 化合物Ⅳ：将化合物Ⅰ（154 mg，0.44 mmol）、
H 2 O 2 选择性氧化水解的原理 [25] ，设计、合成一个 化合物Ⅲ（50 mg，0.22 mmol）和 K 2 CO 3 （76 mg，
H 2 O 2 荧光探针 TC-BOR，并对其进行光谱测试以及 0.55 mmol）溶于乙酸酐（12 mL）中，50 ℃搅拌过
细胞测试以确定其最佳响应时间、适用条件、选择 夜。反应结束后，减压蒸馏，残余固体采用硅胶层
性以及细胞毒性等特性，随后将其应用到食品检测 析柱色谱分离法分离提纯〔V(二氯甲烷)∶V(甲醇) =
方面来拓宽该探针的使用范围。 20∶1〕，得到蓝黑色固体粉末化合物Ⅳ 0.084 g，收
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率 67%。 HNMR (500 MHz, DMSO-d 6 )，δ：8.69 (d,
1 实验部分 J = 15.2 Hz, 1H), 8.38 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.21 (d, J =
8.9 Hz, 1H), 8.16 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.96 (d, J =
1.1 试剂与仪器 8.9 Hz, 1H), 7.75 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.64 (t, J = 7.4 Hz,
所有化学药品和溶剂均为市售分析纯，无需进一 1H), 7.54 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.45 (s, 1H), 7.12 (d, J =
步纯化即可使用。所使用蒸馏水经过超纯化系统处理。 2.3 Hz, 1H), 7.00 (dd, J = 8.6、2.4 Hz, 1H), 6.61 (d,
DMEM 培养液购自赛默飞世尔科技公司。 J = 15.2 Hz, 1H), 4.02 (s, 3H), 3.95 (s, 3H), 2.77~2.69
(m, 4H), 2.02 (s, 6H), 1.89~1.82 (m, 2H)。
Bruker Avance Ⅲ 500 MHz 型核磁共振波谱
化合物 TC-OH：0 ℃下，将化合物Ⅳ（0.27 g，
仪（NMR，瑞士 Bruker 公司）；LTQ Orbitrap XL
0.5 mmol）溶于二氯甲烷（15 mL），搅拌均匀后缓
TM 线性离子阱-高分辨液质联用仪（HRMS，美国
慢滴加三溴化硼（0.95 mL，10 mmol），室温反应
Thermo 公司）；Lambda 750 S 型紫外/可见/近红外分
16 h。反应结束后，倒入冰中，用饱和碳酸氢钠水
光光度计（美国 Perkin Elmer 公司）；FluoroMax-4P
溶液调 pH 至中性，用二氯甲烷萃取（3×15 mL），
型稳态瞬态荧光光谱仪（法国 Horiba Jobin Yvon 公
合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗涤，减压蒸馏，
司）；FV1000 型激光共聚焦显微镜（日本 Olympus
残余固体采用硅胶层析柱色谱分离法分离提纯
公司）。
〔V(二氯甲烷)∶V(甲醇) = 20∶1〕，得到化合物
1.2 探针 TC-BOR 的合成 1
TC-OH 0.23 g，收率 87%。HNMR (500 MHz, DMSO-
合成路线如下所示。 d 6 )，δ：8.67 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 8.36 (d, J = 8.5 Hz,

1H), 8.19 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 8.15 (d, J = 8.2 Hz, 1H),
7.93 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 7.74 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.62
(t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.51~7.43 (m, 2H), 6.94 (s, 1H),
6.84 (dd, J = 8.4、2.1 Hz, 1H), 6.54 (d, J = 15.1 Hz,
1H), 3.98 (s, 3H), 2.71 (dd, J = 13.5、6.6 Hz, 4H), 2.00
(d, J = 6.1 Hz, 6H), 1.90~1.82 (m, 2H)；HRMS (ESI)，
+
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m/Z：理论值 C 30H 28NO 2 ，[M] 434.2115, 实测值