新型水溶性不对称五甲川菁染料的合成、光稳定性及蛋白质的荧光标记
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１２ ２ 半 菁染料 中间体 ３的合 成 将 中间体 ２ （７ ｇ ｍ １ 与缩 合剂 丙 二 醛缩 苯胺 盐 酸盐 （ １ ． ． ａ ３ ５ ｍ ，１ｍ ｏ） ３０
收 稿 日期 ： ０ ９０ －５ ２ ０ －９２ ．
基金项 目：国家 自然科学基金（ 准号：２７ ６ ０ ， ０ ０ ６ １ ２ ８６ ２ ） 批 ０ ０ ０ ８ ２ ７ ５２ ， ０ ７ ０ ４ 资助．
度 ， 利于水 相 中生物 分子 的荧光 标 记 ．五 甲川菁 染料 的缺 陷在 于具 有 亚 甲基 长 链 ， 照 下 易发 生 有 光 光漂 白 ， 不利 于存 储和 应用 ，因而研 究染 料光稳 定 性具 有 重要 的实 际意 义 － ．本文 合 成 了 系列 多磺 酸 ｏ 基五 甲川 菁染料 ，通过光 降解 实验 研究 了染 料取 代基 结构 与光 稳定性 的关 系 ， 将其 转化 为 Ⅳ 羟基 琥 并 ． 珀酰 亚胺 （ ＨＳ 活 性酯 ，用于荧 光标 记蛋 白质 ， 通 过高效 液相 色谱 （ Ｐ Ｃ 进 行荧 光检 测分 析 ． Ｎ ） 并 ＨＬ）
Ｖ０ ． １ ３１
２１ ０ ０年 ７月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＲＳ Ｔ Ｅ ＶＥ Ｉ Ｉ Ｓ
Ｎｏ． ７
１８ ３ １～ｌ ８ ３ ５
新 型 水 溶 性 不对 称 五 甲川 菁 染 料 的合成 、 光 稳 定 性 及 蛋 白质 的 荧 光 标 记
１２ 实验 过程 ．
合成 路线 如 Ｓ ｈ ｍ 所 示 ． ３ ３ 三 甲基 －Ｈ一 哚啉 ＿． 酸 钾盐 （ ） 照文献 ［ ］ ｃ ｅ ｅ１ ２， ，一 ３ 吲 ５磺 １参 ７ 方法 合成 ． １２ １ Ｎ 烷基取 代－ ， ，． 甲基一Ｈ ＂ 哚啉．一 ． ． 一 ２ ３３三 ３ －Ｊ ￣ ５ 磺酸 的合 成 中 间体 １分别 与 磺 丁 内酯 、对 羧基 苄 溴
１ 实验 部 分
１ １ 仪 器 与试剂 ．
英 国 Ｍｉｏ ａｓ ｃ ｍ ｓ 公司 ＱＴ ｆ ｒ —ｏ ＭＳ气 相 色谱／ 行 时 间高 分 辨 质 谱 仪 ；美 国 Ｖ ｒ ｎ ０超导 核 磁 共 振 飞 ａｉ ４０ ａ 波谱仪 ， ＭＳ为 内标 ， Ｔ 溶剂 为 Ｄ Ｏ（ ＝ ．９ ；美 国 Ｆ＇Ｃ７ ０荧 光 光谱 仪 ； 国 Ｈ ＿ ５ ４７ ） ｑＩ － — ０ 美 Ｐ８ ３紫 外一 ４ 可见 分 光光度 计 ； 国 Ｗａ ｒ公 司 ２９ －９６２７ 美 ｔｓ ｅ ６５２９ －４５高效液 相 色谱仪 ． 六溴 己酸 和牛 血清 白蛋 白（ Ｓ 分 别 为 Ａ ｒｓ Ｓｇ 公 司产 品 ；乙腈 为 色谱 纯 ，购 于 Ｍｅｃ Ｂ Ａ） ｃｏ 和 ｉ ｍａ ｒｋ公 司 ； 为二 次去离 子水 ， 它合 成原 料 为 国产 分析 纯试剂 或 经再 提纯 处理 ． 水 其
０ ２ ．２ ９ ６ ６３ 文献标识码 Ａ 文章编号 ０ ５ －７ ０ ２ １ ） ７１８ －５ ２ １ ９ （００ ０ —３ １ ０ ０
Baidu Nhomakorabea
中 图分 类 号
荧 光检测 技术 与 高效液 相色谱 或 凝胶 电泳 技术 的结 合 大大 推 动 了蛋 白质组 学 研 究 的发 展 ＿ ．因 １ Ｊ
此 ， 年来 众多 学者致 力 于研发 性 能优 良的新 型荧 光 标示 剂 ，以提 高 生 物应 用 的检 测 灵 敏度 ．五 甲川 近
菁 染料 （ ｙ ） Ｃ ５ 由于摩 尔 吸收 系数大 ， 波长 范 围在 ５０～ ０ ｍ 内 ， 以有效 地避 开生 物 自荧 光干 扰 ， ０ ７ ０ｎ 可 提 高信 噪 比 ，已成 为主要 的蛋 白质荧 光 标 记化 合 物 ．染料 的水 溶 性对 其 在 生 物领 域 中的应 用 非 常重 要 ， 是 因为染 料水溶 性 的提 高 可 以 降低 染 料 的 自聚集 程 度 ，从 而 使 染 料 在 水 中具有 较 好 的荧 光 强 这
联 系 人 简 介 ： 孝 军 ，男 ， 士 ，教 授 ， 要 从 事 超 分 子 化 学 和 荧 光 分 子 探 针 的研 究 ．Ｅ ｍ ｉ：ｐｎｘ＠ ｄｕ．ｄ ． ｎ 彭 博 主 － ａｌ ｅ ｇｊ ｌｔｅｕ ｃ
和六 溴 己酸通过 季胺 化反 应得 到 ２ ２ ．以 中间 体 ２ ａ～ ｃ ａ为 例 ， 体 合成 步骤 ：将 ５５ｇ中 间体 １ ００ 具 ． （ ．２ ｏ ） ０ｇ磺 ｔ １与 １ 丁 内酯 在氮气 保 护下加 热 回流 ８ｈ 冷却 ， ｏ ， 过滤 ， 饼用 异丙 醇研磨 后 再过 滤 ， 空干 燥 滤 真 后得到 ５８ ．６ｇ粉红 色粉 末 ， 收率 为 ７ ％ ．中间体 ２ 粗 ８ ｂ和 ２ ｃ的粗 收率 分别 为 ５ ％ 和 ３ ％ ． ８ ９
王 丽， 彭孝 军 ， 戴 彬 ， 王炳帅 ， 飞 ，强新新 刘
（ 大连理工大学精 细化 工国家重 点实验室 ， 大连 １６ １ ） １０ ２
摘要
合成并表征 了系列水溶性五 甲川菁染料 ，研究 了其在不同溶剂 中的光谱性能．结果表明 ， 染料在水 中
的最大吸收和荧光光谱在 ６ ７～ ６ ｍ波长范围内 ， ４ ６ ５ｎ 荧光量子产率达到 ０ １ ． 左右 ． 考察 了 Ｎ位取代基对染料 水溶液光稳定性的影响 ， 结果表 明， Ｎ原子上引入带有苯环结构 和大体积 的磺 酸基 ， 在 可以提高染料的光稳 定性 ．高效液相色谱 （ Ｌ 分析结果表 明，染料 ４ ＨＰ Ｃ） ａ的 Ⅳ 羟 基琥珀酰 亚胺 （ ＨＳ 活性酯标 记牛血 清 白蛋 白 一 Ｎ ） （ Ｓ 的检测限为１２×１ 一 ｍ ＬＬ Ｂ Ａ） ． ０ ｏ／ ，与紫外 检测相 比， 检测灵敏度提高 了近 ２个数量级 ． 关键 词 五甲川菁染料 ； 光稳定性 ； 荧光标记 ； 牛血清 白蛋 白；高效液相色谱
收 稿 日期 ： ０ ９０ －５ ２ ０ －９２ ．
基金项 目：国家 自然科学基金（ 准号：２７ ６ ０ ， ０ ０ ６ １ ２ ８６ ２ ） 批 ０ ０ ０ ８ ２ ７ ５２ ， ０ ７ ０ ４ 资助．
度 ， 利于水 相 中生物 分子 的荧光 标 记 ．五 甲川菁 染料 的缺 陷在 于具 有 亚 甲基 长 链 ， 照 下 易发 生 有 光 光漂 白 ， 不利 于存 储和 应用 ，因而研 究染 料光稳 定 性具 有 重要 的实 际意 义 － ．本文 合 成 了 系列 多磺 酸 ｏ 基五 甲川 菁染料 ，通过光 降解 实验 研究 了染 料取 代基 结构 与光 稳定性 的关 系 ， 将其 转化 为 Ⅳ 羟基 琥 并 ． 珀酰 亚胺 （ ＨＳ 活 性酯 ，用于荧 光标 记蛋 白质 ， 通 过高效 液相 色谱 （ Ｐ Ｃ 进 行荧 光检 测分 析 ． Ｎ ） 并 ＨＬ）
Ｖ０ ． １ ３１
２１ ０ ０年 ７月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＲＳ Ｔ Ｅ ＶＥ Ｉ Ｉ Ｓ
Ｎｏ． ７
１８ ３ １～ｌ ８ ３ ５
新 型 水 溶 性 不对 称 五 甲川 菁 染 料 的合成 、 光 稳 定 性 及 蛋 白质 的 荧 光 标 记
１２ 实验 过程 ．
合成 路线 如 Ｓ ｈ ｍ 所 示 ． ３ ３ 三 甲基 －Ｈ一 哚啉 ＿． 酸 钾盐 （ ） 照文献 ［ ］ ｃ ｅ ｅ１ ２， ，一 ３ 吲 ５磺 １参 ７ 方法 合成 ． １２ １ Ｎ 烷基取 代－ ， ，． 甲基一Ｈ ＂ 哚啉．一 ． ． 一 ２ ３３三 ３ －Ｊ ￣ ５ 磺酸 的合 成 中 间体 １分别 与 磺 丁 内酯 、对 羧基 苄 溴
１ 实验 部 分
１ １ 仪 器 与试剂 ．
英 国 Ｍｉｏ ａｓ ｃ ｍ ｓ 公司 ＱＴ ｆ ｒ —ｏ ＭＳ气 相 色谱／ 行 时 间高 分 辨 质 谱 仪 ；美 国 Ｖ ｒ ｎ ０超导 核 磁 共 振 飞 ａｉ ４０ ａ 波谱仪 ， ＭＳ为 内标 ， Ｔ 溶剂 为 Ｄ Ｏ（ ＝ ．９ ；美 国 Ｆ＇Ｃ７ ０荧 光 光谱 仪 ； 国 Ｈ ＿ ５ ４７ ） ｑＩ － — ０ 美 Ｐ８ ３紫 外一 ４ 可见 分 光光度 计 ； 国 Ｗａ ｒ公 司 ２９ －９６２７ 美 ｔｓ ｅ ６５２９ －４５高效液 相 色谱仪 ． 六溴 己酸 和牛 血清 白蛋 白（ Ｓ 分 别 为 Ａ ｒｓ Ｓｇ 公 司产 品 ；乙腈 为 色谱 纯 ，购 于 Ｍｅｃ Ｂ Ａ） ｃｏ 和 ｉ ｍａ ｒｋ公 司 ； 为二 次去离 子水 ， 它合 成原 料 为 国产 分析 纯试剂 或 经再 提纯 处理 ． 水 其
０ ２ ．２ ９ ６ ６３ 文献标识码 Ａ 文章编号 ０ ５ －７ ０ ２ １ ） ７１８ －５ ２ １ ９ （００ ０ —３ １ ０ ０
Baidu Nhomakorabea
中 图分 类 号
荧 光检测 技术 与 高效液 相色谱 或 凝胶 电泳 技术 的结 合 大大 推 动 了蛋 白质组 学 研 究 的发 展 ＿ ．因 １ Ｊ
此 ， 年来 众多 学者致 力 于研发 性 能优 良的新 型荧 光 标示 剂 ，以提 高 生 物应 用 的检 测 灵 敏度 ．五 甲川 近
菁 染料 （ ｙ ） Ｃ ５ 由于摩 尔 吸收 系数大 ， 波长 范 围在 ５０～ ０ ｍ 内 ， 以有效 地避 开生 物 自荧 光干 扰 ， ０ ７ ０ｎ 可 提 高信 噪 比 ，已成 为主要 的蛋 白质荧 光 标 记化 合 物 ．染料 的水 溶 性对 其 在 生 物领 域 中的应 用 非 常重 要 ， 是 因为染 料水溶 性 的提 高 可 以 降低 染 料 的 自聚集 程 度 ，从 而 使 染 料 在 水 中具有 较 好 的荧 光 强 这
联 系 人 简 介 ： 孝 军 ，男 ， 士 ，教 授 ， 要 从 事 超 分 子 化 学 和 荧 光 分 子 探 针 的研 究 ．Ｅ ｍ ｉ：ｐｎｘ＠ ｄｕ．ｄ ． ｎ 彭 博 主 － ａｌ ｅ ｇｊ ｌｔｅｕ ｃ
和六 溴 己酸通过 季胺 化反 应得 到 ２ ２ ．以 中间 体 ２ ａ～ ｃ ａ为 例 ， 体 合成 步骤 ：将 ５５ｇ中 间体 １ ００ 具 ． （ ．２ ｏ ） ０ｇ磺 ｔ １与 １ 丁 内酯 在氮气 保 护下加 热 回流 ８ｈ 冷却 ， ｏ ， 过滤 ， 饼用 异丙 醇研磨 后 再过 滤 ， 空干 燥 滤 真 后得到 ５８ ．６ｇ粉红 色粉 末 ， 收率 为 ７ ％ ．中间体 ２ 粗 ８ ｂ和 ２ ｃ的粗 收率 分别 为 ５ ％ 和 ３ ％ ． ８ ９
王 丽， 彭孝 军 ， 戴 彬 ， 王炳帅 ， 飞 ，强新新 刘
（ 大连理工大学精 细化 工国家重 点实验室 ， 大连 １６ １ ） １０ ２
摘要
合成并表征 了系列水溶性五 甲川菁染料 ，研究 了其在不同溶剂 中的光谱性能．结果表明 ， 染料在水 中
的最大吸收和荧光光谱在 ６ ７～ ６ ｍ波长范围内 ， ４ ６ ５ｎ 荧光量子产率达到 ０ １ ． 左右 ． 考察 了 Ｎ位取代基对染料 水溶液光稳定性的影响 ， 结果表 明， Ｎ原子上引入带有苯环结构 和大体积 的磺 酸基 ， 在 可以提高染料的光稳 定性 ．高效液相色谱 （ Ｌ 分析结果表 明，染料 ４ ＨＰ Ｃ） ａ的 Ⅳ 羟 基琥珀酰 亚胺 （ ＨＳ 活性酯标 记牛血 清 白蛋 白 一 Ｎ ） （ Ｓ 的检测限为１２×１ 一 ｍ ＬＬ Ｂ Ａ） ． ０ ｏ／ ，与紫外 检测相 比， 检测灵敏度提高 了近 ２个数量级 ． 关键 词 五甲川菁染料 ； 光稳定性 ； 荧光标记 ； 牛血清 白蛋 白；高效液相色谱