一種羅丹明衍生物作為pH探針的應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及pH探針應用領域，具體而言，涉及一種羅丹明衍生物作為pH探針的應 用。
【背景技術】
[0002] 細胞內pH在生命體中扮演著重要的角色，它與細胞維持正常的功能息息相關。細 胞內pH的反常變化容易誘導細胞功能、生長和分裂的突變，并可能引發癌癥和阿爾茲海默 綜合癥等疾病。尤其是在細胞內pH偏酸性的條件下，人體更容易患上如癌癥、高血脂、痛風、 糖尿病等各種疾病。對細胞內pH的檢測能夠為我們研究細胞內生理學和病理學過程提供重 要的信息。熒光探針法以其靈敏度高、對pH專一性相應和無損細胞等獨特的優勢成為人們 關注的焦點。
[0003] 現有技術中，很多有機小分子，比如納米顆粒(ChemicalSocietyReviews,2006， 35(11) :1028-1042)，熒光蛋白都被開發用來測量細胞分子內pH值，其中苯并氧雜蒽 (ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,2008,105(26):8829-8834)，焚光 素及其衍生物(Cytometry，1989，10(2): 151-164)，花青素衍生物(Biotechniques，2002，33 (5) :1152-1157)，羅丹明衍生物（AngewandteChemieInternationalEdition,2012,51 (31) :7674-7679)都是眾所周知的pH探針。但是現在大多數熒光傳感器測量的pH值的測量 范圍僅僅停留在4-6或者6-8之間，很少有測定極酸性(pH〈4)或極堿性(pH>10)的熒光探針 物質問世，使得應用時范圍比較窄，不能更廣泛的應用于分子pH值的測定，在實際應用過程 中也比較局限，對于酸性或者堿性極強的分子缺乏可應用的檢測手段，從而導致諸多研究 出現了滯后性，因此開發一種pH檢測范圍更寬的熒光探針是本領域中亟待解決的技術問 題。
[0004] 有鑒于此，特提出本發明。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種羅丹明衍生物作為pH探針的應用，所述的具有特定結 構的羅丹明衍生物不但能夠測定常規的pH范圍，針對極酸或極堿的小分子物質也有很好的 探測，拓寬了pH的檢測范圍，而且原料成本低、操作簡單、應用方便等優點。
[0006] 為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：
[0007] 本發明實施例提供了一種具有特定結構的羅丹明衍生物作為pH探針，其化學結構 式為：
[0009] 這種具有特定結構的羅丹明衍生物（Rh)是按照"Biomaterials,2013,34(37): 9566-9571"該篇文獻記載的方法進行合成的，屬于一種已經公開的化學物質，雖然現有技 術中被用來做pH探針的羅丹明衍生物有很多種，羅丹明衍生物可以用來作為pH探針大家也 知曉，但是還沒有人將具有這種結構的羅丹明衍生物用于當做pH探針進行應用，在本領域 中這種應用尚屬首創。
[0010] 在本發明中，這種羅丹明衍生物的優勢在于其測定的pH范圍很寬，基本可以實現 pH從1-14全范圍的探測，當然其主要用于極酸或者極堿的環境更佳，因為一般的酸性或堿 性環境其他熒光探針物質也一樣能實現探測，本發明的這種探測物質并沒有顯示出其優勢 性。因此本發明的羅丹明衍生物測定pH的范圍最好為pH<6以及pH2 8,更優的測定pH的范 圍區間可以為2-6以及8-12之間，最優的所述羅丹明衍生物測定pH的范圍為pH< 4以及pH2 10,這種最優的測定范圍是現有技術中任何一種探針物質所不能達到的，也就是說利用現 有技術的手段是無法實現極酸或著極堿的分子細胞探測的，本發明揭示的這種擁有特定結 構的羅丹明衍生物恰恰彌補了這一點，填補了技術空白。例如這種羅丹明衍生物可以測定 的pH范圍還可以選擇為1·4、1·5、1·6、1·8、2·4、2·5、2·6、2·8、3·4、3·6、3·8、10·5、10·6、 10.8、11.5、11.6、11.8、12.5、12.6、12.8、13.5、13.6、13.8。
[0011] 具體應用時，最好先將羅丹明衍生物用pH控制在2-6之間的緩沖溶液分別稀釋后， 觀察顏色變化并通過測定紫外吸收以確定吸光度數值差異明顯的波長。同樣的對于堿性環 境，也是先將羅丹明衍生物用pH控制在8-10之間的緩沖溶液分別稀釋后，觀察顏色變化并 通過測定紫外吸收以確定吸光度數值差異明顯的波長。在配制緩沖溶液時比如pH取2-6之 間時，各個試驗點最好取的盡量密一點，這樣后續測定實驗結果時容易看出趨勢，同樣的pH 取8-10之間時試驗點也取的密一點為好，還有就是雖然操作時緩沖溶液的pH值是取2-6或 者8-10,但是并不代表不可以取其他區間，本發明只是羅列了較優的實驗區間，但是本發明 的羅丹明衍生物對于小于2以及大于10的pH范圍同樣具有很好的檢測效果。
[0012] 進一步的，在用緩沖溶液稀釋之前先將羅丹明衍生物用乙醇最好配制成濃度為 100μ mol/L以下的溶液，這樣在用緩沖溶液稀釋時更容易形成均一的狀態，顯色指示更加明 顯，充分提高了準確性。
[0013]進一步的，酸性環境的緩沖溶液最好選擇乙醇-檸檬酸鈉緩沖溶液，堿性環境的緩 沖溶液最好選擇Tris-HCl緩沖溶液，這些緩沖溶液均為市面上常見緩沖液，應用效果好。
[0014]配制好羅丹明衍生物的緩沖溶液，測定其紫外吸收并觀察其吸光度隨pH增大而增 大最明顯的數值，發現在酸性環境下，其吸光度變化最明顯的波長為636nm，堿性環境下，其 吸光度變化最明顯的波長為723nm，通過確定波長為日后對試樣測定提供了依據。從溶液的 顏色變化上也能有明確的指示作用，溶液的顏色在酸性條件下顯紫色，pH增大到5-8顯藍 色，堿性條件下顯綠色。說明該化合物羅丹明衍生物可以作為裸眼pH指示劑用，不同的pH值 其顏色變化明顯，通過肉眼觀察就可知曉大致的范圍，方便操作，也節省了人力物力，如果 想進一步確定確切的pH值，還可測定其吸光度能夠得到準確的pH值，這種操作方式可謂一 舉兩得，針對測定結果的準確性有不同的要求的人群均能得到滿足，適用范圍廣，值得廣泛 推廣應用。
[0015]這種羅丹明衍生物本身比較便宜易得，成本低，不用考慮原料來源以及經濟性。還 有操作時非常方便，不用專業人員也可進行操作，所涉及的實驗儀器價格也比較平民化，人 力成本以及操作成本都比較低。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果為：
[0017] (1)本發明創造性的將具有特定結構的羅丹明衍生物(Rh)首次應用到pH探針的應 用上，這種羅丹明衍生物是按照"Biomaterials ,2013,34(37): 9566-9571"該篇文獻記載的 方法進行合成的，屬于一種已經公開的化學物質，但是還沒有人將具有這種結構的羅丹明 衍生物用于當做pH探針進行應用，在本領域中這種應用尚屬首創，具有一定的開拓性；
[0018] (2)本發明的羅丹明衍生物pH探針，具有易于合成的優點，隨著pH的變化，化合物 的紫外吸收會有明顯的變化而產生明顯的顏色變化，在酸堿環境下都能夠顯色，能夠檢測 更寬的pH范圍，在pH探針領域具有廣闊的應用前景；
[0019] (3)成本較低，操作方法簡單方便，不用專業人員也可進行操作，所涉及的實驗儀 器價格也比較平民化，人力成本以及操作成本都比較低，整個測定過程中所涉及的試劑均 為常見化工原料，量大價低，原料易得；
[0020] (4)本發明所用的各種試劑對環境友好、不含重金屬和有害成分，對人體健康沒有 傷害，不會給操作人員帶來任何身體上的危害，非常環保。
【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0022] 圖1為本發明實施例一的化合物Rh(100ymol/L)采用不同pH的乙醇-檸檬酸鈉 (0.01m〇l/L，V/v，l/9)緩沖溶液稀釋后隨著波長的增加其紫外吸收變化趨勢；
[0023]圖2為本發明實施例一的化合物Rh(100ymol/L)采用不同pH的乙醇-檸檬酸鈉 (0.01m〇l/L，V/v，l/9)緩沖溶液稀釋后在636nm紫外吸收變化趨勢；
[0024] 圖3為本發明實施例二的化合物Rh(100ymol/L)采用不同pH的Tris-HCl(0.05mol/L，v/v，l/9)緩沖溶液稀釋后隨著波長的增加其紫外吸收變化趨勢；
[0025] 圖4為本發明實施例二的化合物Rh(100ymol/L)采用不同pH的Tris-HCl(0.05mol/L，v/v，1/9)緩沖溶液稀釋后在723nm處其紫外吸收變化趨勢；
【具體實施方式】
[0026]下面將結合實施例對本發明的實施