[發明專利]一種檢測半胱氨酸的熒光探針及其制備方法與使用方法

有效

• 申請號: 201510083491.5
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104610960B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 韓益豐;楊成玉
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07F5/02;G01N21/64
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于生物檢測技術領域，具體涉及一種作為半胱氨酸熒光探針材料使用的氟硼二吡咯甲川-苯亞砜衍生物及其制備方法與使用方法。

背景技術

半胱氨酸(Cysteine，Cys)與谷胱甘肽(GSH)和高半胱氨酸(Hcy)同屬于細胞內活性硫物種(Intracellular?reactive?sulfur?species，RSS)，參與了細胞內氧化還原反應等多種信號傳導過程，在生命體的生理和病理過程中發揮著重要的作用。而當細胞內半胱氨酸處于非正常水平時將引發肝損傷、心血管疾病、神經系統退行性疾病等一系列生理問題(參見N.J.Pace和E.Weerapana，Diverse?Functional?Roles?of?Reactive?Cysteines，ACS?Chem.Biol.,2013,8：283-296)。因此，有效檢測或監控生物樣品或環境樣品中的半胱氨酸已成為近年來相關領域的研究熱點。

熒光檢測法由于其優秀的檢測靈敏度和選擇性，并能實現對生物樣品的實時、在線檢測而受到研究者的廣泛關注。氟硼二吡咯甲川類(BODIPY)熒光分子因其具有良好的光穩定性、窄的吸收和發射波長、高的摩爾消光系數和量子產率等獨特優點而成為該方法最重要的熒光母體之一，在多種待測分子的熒光檢測中得到了廣泛的應用。

目前已開發的用于檢測半胱氨酸的小分子熒光探針主要基于巰基與2,4-二硝基苯磺酰氨基或是2,4-二硝基苯璜酰酯基之間的特異性化學反應而設計的。當存在半胱氨酸的條件下，探針分子中的2,4-二硝基苯磺酰氨基或是2,4-二硝基苯璜酰酯基能被半胱氨酸中的巰基取代，原2,4-二硝基苯磺酰氨基或是2,4-二硝基苯璜酰酯基發生離去而導致探針分子的熒光性質發生變化，從而實現對半胱氨酸的特異性設別。

然而，已報道的半胱氨酸探針大多數受到生物體內同樣含有巰基的氨基酸，如：高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)的干擾(參見J.Bouffard,Y.Kim,T.M.Swager等，A?Highly?Selective?Fluorescent?Probe?for?Thiol?Bioimaging，Org.Lett.,2008,10：37-40)。此外，這些已報道的半胱氨酸探針大多數是熒光“關-開”或是“開-關”型(參見Y.Kim,M.Choi,S.Seo等，A?Selective?Fluorescent?Probe?for?Cysteine?and?Its?Imaging?in?Live?Cells，RSC?Adv.,2014,4：64183-64186)，易受到檢測環境，如檢測時溫度、探針濃度等條件的影響，難以實現對復雜的生物體內半胱氨酸的特異性檢測。因此亟須一種新穎的、具有良好生物穩定性的且能實現“比率計型”檢測的半胱氨酸熒光探針。

發明內容

為了克服現有技術中的上述缺陷，本發明旨在提供一種來自氟硼二吡咯甲川和苯亞砜的用于檢測半胱氨酸的熒光探針及其制備方法和使用方法。

本發明的核心在于利用發射波長處于近紅外區的苯并BODIPY為熒光團，并在易于修飾的3-位引入苯亞砜部分。當存在半胱氨酸的條件下，苯亞砜部分被半胱氨酸取代離去，進而得到半胱氨酸取代的苯并BODIPY(此時半胱氨酸上的巰基連接在苯并BODIPY的3-位)。由于反應前后兩個化合物的熒光強度相差不大但熒光發射波長不同，因此，通過上述方案，獲得了理想的“比率計型”熒光響應，大大提高了檢測的靈敏度。

首先，為了達到上述目的，本發明提供了一種如式(I)所示的氟硼二吡咯甲川-苯亞砜衍生物。

式(I)中，R₁為氫，或甲基中的任何一種；R₂為氫，或甲基，或乙基，或異丙基，或氟中的任何一種。

式(I)所示化合物具體為式(II)所示化合物(BOD-C)，

上述探針的制備方法包括下列步驟：

(1)在三氯氧磷催化下，式(III)所示3-氯-異吲哚-1-醛與吡咯類化合物在有機溶劑中反應得到式(IV)所示取代的3-氯苯并BODIPY。

式(IV)中，R₁為氫，或甲基中的任何一種。

(2)在惰性氣氛下，在堿存在下，式(IV)所示化合物在有機溶劑中與式(V)所示化合物反應得到式(VI)所示取代的3-(4-R₂-苯硫基)-苯并BODIPY。