摘 要 利用紫外-可見吸收光譜與熒光光譜研究了了十元瓜環(huán)(Q[10])與芘衍生物的主客體作用， 并通過量化理論計(jì)算了其超分子組裝結(jié)構(gòu)。計(jì)算結(jié)果表明， 客體中的芘分子以頭碰頭的形式從Q[10]的兩端反方向平行進(jìn)入其疏水大空腔， 形成2∶1的絡(luò)合物。等溫滴定量熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 系列主客體絡(luò)合反應(yīng)是焓變驅(qū)動(dòng)。同時(shí)， 利用芘熒光基團(tuán)的特征單體/二聚體熒光發(fā)射構(gòu)建了基于Q[10]主客體組裝的比率型熒光探針， 研究結(jié)果表明， 此主客體體系在水溶液中對(duì)藥物分子尼羅替尼具有較好的選擇與識(shí)別性能， 并在一定濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系， 檢出限為7.05 μmol/L。

　　關(guān)鍵詞 十元瓜環(huán); 芘類衍生物; 主客體作用; 尼羅替尼; 熒光探針

　　1 引 言

　　尼洛替尼(NL)是強(qiáng)效精準(zhǔn)的第二代酪氨酸激酶抑制劑[1]， 對(duì)慢性髓性白血病(CML)患者具有較好的治療作用。NL在CML患者體內(nèi)主要通過化學(xué)反應(yīng)代謝為分解產(chǎn)物， 在健康人體內(nèi)則主要以原藥的形式存在[2，3]。理論上， 通過監(jiān)測(cè)CML患者體內(nèi)NL含量能夠?qū)ζ浠謴?fù)情況進(jìn)行有效評(píng)估[4，5]。NL的檢測(cè)方法包括液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(LC-MS)和高效液相色譜法(HPLC)等方法[6，7]。2016年， Yilmaz等[8]利用反相高效薄層色譜法(RP-HPLC)-熒光檢測(cè)法測(cè)定了血漿、尿液和膠囊中NL的含量。以上儀器方法雖然可以對(duì)NL定量檢測(cè)， 但由于所用儀器比較昂貴、檢測(cè)成本高， 不利于推廣。因此， 開發(fā)能夠快速、簡(jiǎn)單、低成本測(cè)定NL的方法十分重要。

　　基于主客體作用的瓜環(huán)熒光探針[9，10]是以瓜環(huán)作為受體分子與熒光染料客體通過非共價(jià)鍵作用形成的探針體系， 目標(biāo)物通過競(jìng)爭(zhēng)作用取代染料客體分子進(jìn)入瓜環(huán)空腔， 進(jìn)而改變?nèi)玖峡腕w分子的熒光發(fā)射， 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)的識(shí)別檢測(cè)。因此， 基于瓜環(huán)主客體競(jìng)爭(zhēng)方法構(gòu)建的熒光探針具有靈敏度高、選擇性好、快速、無損等優(yōu)點(diǎn)。

　　十元瓜環(huán)(Q[10])[11]主要以Q[5]@Q[10]包合物的形式存在， 非常難分離。最近， 研究者發(fā)展了一種能夠?qū)[10]從Q[5]@Q[10]混合物中快速分離的方法[9]。到目前為止， Q[10]是系列瓜環(huán)化合物中具有最大空腔的分子[10]， 能包合五元瓜環(huán)[11]、金屬卟啉[12]、三聯(lián)吡啶[13]等大尺寸分子[14]。Zhang等[15]利用Q[10]主客體熒光探針實(shí)現(xiàn)了Fe3+和Ag+的識(shí)別和檢測(cè)。然而， Q[10]主客體超分子體系作為熒光探針用于分析檢測(cè)的報(bào)道很少。

　　目前， 大多數(shù)熒光探針主要通過單一的熒光“關(guān)閉”-響應(yīng)或“開啟”-響應(yīng)的方式進(jìn)行檢測(cè)[9]， 由于是單一發(fā)射峰的變化， 易受儀器效率、光散射以及微環(huán)境的影響。相較而言， 比率型熒光探針由于是采用兩個(gè)不同波長(zhǎng)熒光強(qiáng)度的比值進(jìn)行識(shí)別檢測(cè)， 因此具有靈敏且不易受外界因素干擾的優(yōu)點(diǎn)[16，17]。芘及其衍生物具有獨(dú)特的單體熒光發(fā)射峰(37 9和393 nm)和二聚體熒光發(fā)射峰(480 nm)[18]的光學(xué)性質(zhì)， 被廣泛用于熒光傳感及分子標(biāo)記。但是， 目前尚未有利用熒光光譜法直接檢測(cè)NL的文獻(xiàn)報(bào)道。本研究以芘染料客體分子與Q[10]形成的超分子體系為比率型熒光探針(圖1)， 實(shí)現(xiàn)了水溶液中藥物分子NL的熒光檢測(cè)。檢測(cè)機(jī)理是因?yàn)閮蓚€(gè)芘染料基團(tuán)能夠同時(shí)被Q[10]空腔容納， 形成芘的特征二聚體熒光(480 nm)， NL通過競(jìng)爭(zhēng)作用取代芘客體分子進(jìn)入Q[10]空腔， 使客體變成游離分子從而產(chǎn)生單體芘分子熒光(379 nm)， 實(shí)現(xiàn)比率熒光法檢測(cè)NL。

　　2 實(shí)驗(yàn)部分

　　2.1 儀器與試劑

　　pHS-3C型pH計(jì)(瑞士梅特勒-托利多公司); CaryEclipse熒光光度計(jì)(美國(guó)瓦里安公司); Agilent 8453型紫外-可見分光光度計(jì)(美國(guó)安捷倫公司); 等溫滴定量熱儀(美國(guó)TA公司)。金剛烷胺(98%)、芘甲醛(98%)、芘甲胺鹽酸鹽(G1， 95%) 購(gòu)自上海阿拉丁試劑公司; NL購(gòu)自南京奇可醫(yī)藥化工有限公司; 磷酸鹽緩沖液(PBS)購(gòu)自上海泰坦公司。實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

　　2.2 主體Q[10]的合成

　　Q[10]是普通瓜環(huán)合成中形成的大空腔瓜環(huán)(同時(shí)生成Q[5]、 Q[6]、 Q[7]、 Q[8]、 Q[10])， 產(chǎn)率較低，且主要以Q[5]@Q[10]包合物的形式存在[11]。由于Q[5]@Q[10]包合物的結(jié)合常數(shù)比較大， 所以純Q[10]分離非常困難。本研究通過加入大量金剛烷胺取代Q[5]@Q[10]包合物中的Q[5]分子， 在水中形成金剛烷胺@Q[10]沉淀， 用DMSO加熱回流反復(fù)提取Q[10]空腔中的金剛烷胺， 得到高純度的Q[10]。純Q[10]的 1H NMR譜圖見電子版文后支持信息圖S1。 1H NMR(400 MHz， 8 mol/L DCl) δ： 3.41 (d， J = 8.4 Hz， 20H)， 3.28 (s， 20H)， 1.96 (d， J = 8.8 Hz， 20H)。

　　2.3 客體G2的合成

　　稱取200 mg 1-金剛烷胺鹽酸鹽和1.6 g NaOH加入到圓底燒瓶中， 加入25 mL無水甲醇， 攪拌成均勻的混懸液， 反應(yīng)1 h， 抽濾， 濾液轉(zhuǎn)移至100 mL圓底燒瓶中。稱取230 mg芘甲醛， 加入20 mL無水甲醇溶解， 將所得溶液滴加到燒瓶中， 在61℃下回流12 h， 冷卻至室溫， 加入500 mg NaBH4， 60℃回流12 h， 冷卻至室溫， 減壓蒸餾， 得到淡黃色固體。固體用20 mL二氯甲烷溶解， 加入20 mL水萃取， 有機(jī)相減壓蒸餾， 抽濾、 干燥， 得到250 mg淡黃色固體。將此化合物溶于丙酮， 再滴加HCl制成鹽酸鹽， 最后得到客體G2[19]。1H NMR(400 MHz， D2O) δ： 8.31 (dd. J=13.8， 7.6 Hz， 2H)， 818 (d， J=8.7 Hz， 1H)， 8.13～8.02 (m， 4H)， 7.69 (dd， J=13.6， 8.7 Hz， 2H)， 4.10 (S， 2H)， 220 (S， 3H)， 1.90 (S， 6H)， 1.75 (d， J=12.0 Hz， 3H)， 1.66 (d， J=12.2 Hz， 3H)。

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