[發明專利]一種用于檢測活細胞內氟離子的熒光探針及其制備方法

有效

• 申請號: 201710606941.3
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107365326B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 毛伍祥;徐小為
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 馬麗娜

本發明公開了一種用于檢測活細胞內氟離子的熒光探針及其制備方法。該熒光探針具有式I所示的結構，該探針自身幾乎沒有任何熒光，然而在氟離子誘導下，Si?O鍵斷裂，脫掉TBDPS保護基團，生成酚羥基，釋放出HPQ，因而發生激發態分子內質子轉移效應，產生熒光極大增強的現象，從而實現熒光“turn?on”檢測氟離子的策略。當氟離子處于低濃度20uM時，在紫外燈照射下，可肉眼觀察到該探針熒光增強的現象；該探針具有良好的生物兼容性，能滲透細胞膜，結合激光共聚焦顯微鏡，能觀察到其對活細胞內微摩爾級水平的氟離子產生響應。此外，本發明合成方法簡單，后處理簡便，無需經柱層析純化，就能得到較高產率的最終產物。

技術領域

本發明涉及一種用于檢測活細胞內氟離子的熒光探針及其制備方法，屬于熒光探針領域。

背景技術

陰離子在生物體內的各種生理過程中都發揮著重要的作用。尤其是氟離子，更是人類生命活動中不可或缺的一種微量離子。氟離子對人體的作用是一把雙刃劍：當適量時它是一種必需的微量離子，但過量時它又具有毒害作用。例如：適量的氟化物可用于骨質疏松癥的治療和牙齒的保健；然而，過量的氟離子則易導致氟斑牙、氟骨病、智商降低、酶失活，甚至引起腎臟、胃腸、以及免疫系統等損傷。此外，氟化物還能引起膠原質和粘多糖代謝的變化等等。雖然，對于氟離子的化學結構已經非常清楚，但是許多關于生物體內氟離子的動態平衡和生理作用的問題尚不明了。目前，生物體內氟離子的痕量檢測以及相關的生理、病理研究都迫切要求開發新的方法，以監測生物體內氟離子的動態變化。同時，對細胞內氟離子進行實時監測，也有利于研究氟離子在生物體內的累積、代謝和轉化。近些年熒光探針相關的研究工作正開展的如火如荼，它給人們提供了一類快速、簡便且直觀的分析方法。如若能在活細胞內實現氟離子的“可視化”，必將具有非常廣泛的應用前景。因此，開發一種高選擇性、高靈敏度檢測活細胞內氟離子的熒光探針成為了迫切需要。

在已被報道過的幾種檢測氟離子的熒光探針中，一部分利用吡咯或者尿素基團中的N-H與氟離子形成氫鍵作用的機理來實現對氟離子的識別，但是在這種情況中，所形成的氫鍵的強弱及其對氟離子的選擇性作用極易受到溶劑效應的影響；對另一部分探針而言，主要基于氟-硼、氟-硅之間的強親和力來實現對氟離子的識別。例如：Tae-Hyun Kim等報道了一系列香豆素衍生物作為選擇性識別氟離子的探針；他們設計合成了一系列半導體聚合物，利用半導體聚合物的放大作用以達到提高檢測靈敏度的目的。但是眾所周知，聚合物的細胞膜穿透性較差，極大地限制了活細胞內氟離子的熒光成像。豈今為止，能適用于生物體內氟離子檢測和成像的小分子探針一直還鮮有報道。

2-(2′-羥基苯基)-4(3H)-喹唑啉酮(HPQ)是一類具有多種優秀熒光性質的探針。例如：具有較大的stoke位移，可用于待測物的精確分析；易于發生激發態分子內質子轉移效應，實現熒光“turn-on”的策略，背景信號低，可減少熒光光譜分析和細胞成像中多次洗滌探針的步驟，大大簡化了檢測步驟；具有聚焦誘導發光的效應，更利于細胞成像中待測物的精準定位；同時還具有雙光子熒光性質，在細胞成像和活體成像中展現了穿透力極強、損傷小的優勢。鑒于此，如何利用HPQ熒光母體環的優勢，實現活細胞內氟離子的熒光成像，成為了我們思考的問題。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種用于檢測活細胞內氟離子的熒光探針。

本發明的次要目的在于提供上述熒光探針的制備方法。

本發明的次要目的在于提供上述熒光探針在氟離子檢測領域的應用。

本發明提供的技術方案具體如下：

一種用于檢測活細胞內氟離子的熒光探針，具有式I所示的結構：

(簡稱HPQF)。