[發明專利]一種用于生物硫醇檢測的ESIPT型熒光探針及應用

有效

• 申請號: 201710906183.7
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107602502B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 王毅;朱美慶;蔣而康;那日松;劉佳;花日茂;吳祥為;范世鎖;王振;滕婧
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: C07D277/32
• 分類號: C07D277/32;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發明公布了一種用于生物硫醇檢測的ESIPT型熒光探針，為2?（4?（2，4?二硝基苯基磺酰氧基）?3?甲酰基苯基）?4?甲基噻唑?5?羧酸乙酯；其中2，4?二硝基苯磺酰基作為識別基團，2?（3?甲酰基?4?羥基苯基）?4?甲基噻唑?2?甲酸乙酯為信息報告基團。ESIPT型熒光探針制備方法簡單，可簡單迅速進入細胞中并與細胞內生物硫醇特異性結合，使其有明顯的熒光增強效應，可肉眼分辨，其對常見生物分子的抗干擾能力很強，具有十分高效的選擇性，可通過紫外吸收和熒光分光光度法進行分析。ESIPT熒光探針穩定性好，能夠長期保存使用，適用于各種活細胞的生長環境，可實現對細胞內微量生物硫醇高靈敏度的檢測，并且能夠應用于細胞和活體成像，具有非常重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于有機小分子熒光探針領域，涉及一種以苯基噻唑為熒光母體的熒光探針，尤其涉及以2-（3-甲酰基-4-羥基苯基）-4-甲基噻唑-2-甲酸乙酯為熒光母體的生物巰基的熒光探針及其應用。

背景技術

半胱氨酸（Cys），同型半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）是細胞中非常重要的三種巰基氨基酸，也稱生物硫醇。半胱氨酸（Cys）在細胞內的含量為30-200 μM，同型半胱氨酸（Hcy）為5.0-13.9 μM和谷胱甘肽（GSH）為1-10 mM。他們在生物系統的分子和生理過程中起關鍵作用。例如保持氨基硫醇的穩態，生物催化，金屬結合，翻譯后修飾和異種生物的解毒。最近這些生物素受到很多研究的關注。氨基硫醇水平的變化與各種疾病有關。Cys與神經毒性，兒童生長緩慢，肝損傷，脂肪減少，皮膚損傷和肌肉無力密切相關。Hcy缺乏導致炎癥性腸病，阿爾茨海默病和骨質疏松癥的風險。GSH也與癌癥，帕金森病和阿爾茨海默病等疾病直接相關。由于其重要的生物學作用，發展一種快速、靈敏、簡便的檢測生物硫醇的方法對于學術研究和潛在的疾病診斷非常重要。

檢測生物硫醇的傳統方法有高效液相色譜法、質譜法、氣相色譜法及電化學方法等。而這些方法普遍存在操作復雜、儀器昂貴、檢測時間長等缺點。但熒光探針由于其具有高靈敏度、操作簡單、檢測時間短、低成本，以及能夠實現對細胞和活體的實時可視化示蹤的優點，被廣泛應用于生物硫醇的檢測。近年來，一些反應型硫醇探針相繼被報道，但熒光母體大都采用香豆素類、BODIPY、丹磺酰氮丙啶類等探針，這些探針由于本身具有較強的熒光，用于活細胞成像時會造成較低的信噪比，很少能夠用于在斑馬魚體內進行熒光成像。因此，開發出能夠用于檢測活細胞和活體中生物硫醇的熒光探針成為亟待解決的問題。

激發式分子內質子轉移（ESIPT）的熒光染料由于其高選擇性，高靈敏度，低檢測限，易于使用以及用熒光探針進行生物成像的巨大潛力，因此熒光檢測更為理想。在不同類型的熒光探針的開發中，比率熒光探針由于來自兩個不同波長的發射強度的比率而引起越來越多的關注，這可以提供環境效應的內在校正并增加熒光測量的動態范圍。并且由于超快反應速率和極大熒光斯托克斯位移等顯著特性的優點，ESIPT化合物在光學領域的潛在應用引起了人們的關注。但利用其檢測生物硫醇報道較少。

鑒于此，ESIPT化合物作為檢測生物硫醇的熒光母體結構，同時利用2，4-二硝基苯磺酰基修飾ESIPT化合物，降低自身的熒光，借此提高信噪比，有望開發出能夠檢測活性生物體中的生物硫醇并可以應用于活體熒光成像的新型熒光探針。

發明內容

為了提高活細胞和活體成像的信噪比，進一步開發ESIPT染料類探針，實現在各種干擾下對溶液中、活細胞和斑馬魚體內的生物巰基的檢測，本發明提供一種用于生物硫醇檢測的ESIPT型熒光探針。

一種用于生物硫醇檢測的ESIPT型熒光探針為2-（4-（2，4-二硝基苯基磺酰氧基）-3-甲酰基苯基）-4-甲基噻唑-5-羧酸乙酯(NL-S)；

其中2，4-二硝基苯磺酰基作為識別基團，2-（3-甲酰基-4-羥基苯基）-4-甲基噻唑-2-甲酸乙酯為信息報告基團；

式（?）為所述ESIPT型熒光探針的化學結構式。