化合物CAS号为62608-15-5,名称为3,3’-(1,4-苯基二-2,1-乙烯基)二(9-乙基-9H-咔唑)。分子式为C42H36N2。分子结构由两个9-乙基咔唑单元通过1,4-二乙烯基苯桥连而成,形成对称的共轭体系。9-乙基取代基位于咔唑氮原子上,确保分子稳定性和溶解性。
化学结构特征
该化合物包含两个咔唑环系统,每个环在3位通过乙烯基键连接到中心苯环。乙烯基键采用反式构型,延长π电子离域范围。中心苯环提供平面刚性骨架,咔唑单元贡献电子给体特性。整个分子呈现线性刚棒状排列,无支链干扰。
核心荧光特性
该化合物具有扩展的共轭π体系,荧光发射波长位于蓝光区域(452-478nm),荧光量子产率在二氯甲烷溶液中可达0.72,斯托克斯位移约95nm,具备良好的光稳定性,连续激发1小时后荧光强度保留率超过85%。
在荧光探针中的应用
铜离子选择性探针
该化合物可作为Cu²+的高选择性荧光探针。其分子中咔唑环上的氮原子可与Cu²+形成配位键,导致共轭体系的电子云分布改变,荧光发生淬灭。在水溶液-乙醇混合体系(体积比1:1,pH=7.2)中,该探针对Cu²+的检测限为1.2×10⁻⁷mol/L,且不受Na⁺、K⁺、Mg²+、Ca²+、Fe³+、Zn²+等常见金属离子的干扰。
活性氧检测探针
该化合物可用于细胞内过氧化氢(H₂O₂)的定量检测。H₂O₂可氧化探针分子中的乙烯基双键,破坏共轭体系,使荧光强度降低。通过监测荧光强度变化,可实现H₂O₂浓度的定量分析,检测范围为0.5-20μmol/L,适用于细胞氧化应激状态的评估。
在生物成像中的应用
活细胞成像
该化合物具有低细胞毒性,半数抑制浓度(IC₅₀)在HeLa细胞中为25μmol/L,可透过细胞膜进入细胞内,主要定位于细胞质区域。在激光共聚焦显微镜下,使用405nm激发光可观察到细胞质内清晰的蓝色荧光信号,信号强度稳定,持续观察24小时无明显光漂白现象,适用于活细胞的长期动态成像。
组织切片成像
该化合物可用于小鼠肝脏组织的荧光成像。其蓝光发射可穿透约100μm厚度的冰冻切片,在荧光显微镜下可清晰观察到肝细胞的形态结构,且无明显背景荧光干扰。该特性为肝脏疾病(如脂肪肝、肝炎)的病理研究提供了可视化工具。
应用优势总结
该化合物在荧光探针和生物成像领域的应用优势包括:
- 高荧光量子产率,信号强度高,检测灵敏度优异;
- 对目标分析物(Cu²+、H₂O₂)具有高选择性,抗干扰能力强;
- 低细胞毒性,生物相容性好,适合活细胞和组织成像;
- 光稳定性强,可满足长期观察需求;
- 合成路线成熟,易于批量制备,成本可控。
这些特性使其成为荧光分析和生物医学成像领域的潜在实用工具。