[發明專利]一種檢測生物體內硒半胱氨酸的生物發光探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811316601.8
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109293653B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 張玲;盛志佳;薛運生;鄭友廣;張怡然;開曉寧
• 申請（專利權）人: 徐州醫科大學
• 主分類號: C07D417/04
• 分類號: C07D417/04;C09K11/06;G01N21/76
• 代理公司: 南京思拓知識產權代理事務所(普通合伙) 32288
• 代理人: 呂鵬濤

本發明涉及一種檢測生物體內硒半胱氨酸的生物發光探針及其制備方法和用途，屬于有機合成和檢測領域。本發明提供的識別Sec的生物發光探針BF?1，具有選擇性好、靈敏度高、檢測限低(8nM)及良好生物相容性等優點。在Tris?HCl緩沖液中，生物發光強度與硒半胱氨酸濃度呈現良好的線性關系，說明探針適合定量檢測硒半胱氨酸，探針BF?1還實現了MCF?7?luc細胞中硒半胱氨酸的生物發光成像；探針BF?1也實現了活體水平(FVB?Luc⁺轉基因小鼠)內源性Sec的靈敏檢測，且響應較快，生物發光信號較穩定。本發明制備的探針BF?1是可視化和定量檢測細胞、活體及腫瘤組織中硒半胱氨酸含量的有效工具。

技術領域

本發明屬于有機合成及檢測領域，具體涉及一種檢測生物體內硒半胱氨酸的生物發光探針及其制備方法和用途。

背景技術

生物發光成像(Bioluminescence imaging)是利用生物體內發生酶催化的化學反應而產生光子的原理進行的。最常見的生物發光體系是螢火蟲螢光素酶(Luciferase)-螢光素 (Luciferin)系統，其實質是螢光素酶在能量(ATP)及氧存在的條件下催化底物螢光素，發生電子躍遷，分子由激發態回到穩態時產生光子，并釋放出氧化型螢光素(Oxyluciferin)。

硒半胱氨酸(Selenocysteine,Sec)是硒在體內的主要存在形式之一，其常位于硒蛋白的關鍵活性位點，從而參與多種重要的生理功能，包括甲狀腺激素的產生、氧化還原調節及炎癥調節等過程。鑒于硒半胱氨酸位于硒蛋白的活性中心，并對其酶活發揮重要作用，因此，建立準確可靠的方法檢測硒半胱氨酸，對于研究硒化物參與的生理及病理過程是十分重要的。當前的硒半胱氨酸檢測方法，主要包括：電泳技術或色譜方法(氣相色譜(GC) 或液相色譜(HPLC))與熒光分析或質譜(MS)偶聯，熒光探針技術。前二種技術需要破壞組織細胞，不能實現原位分析。而硒半胱氨酸熒光探針的開發，開辟了硒半胱氨酸的可視化檢測方法。

基于小分子探針的熒光成像(Fluorescence imaging,FLI)和生物發光成像(Bioluminescence Imaging,BLI)都是有效的可視化檢測方法。但熒光成像需要激發光(一般600nm)，有生物體自身熒光背景，并且其熒光可受到環境的影響而導致淬滅。熒光成像的靈敏度也可能受到溫度、pH、溶劑等各種因素的影響，從而影響檢測的靈敏度。與熒光成像相比較，生物發光成像具有自身獨特的優勢：(1)不需要外源性激發光，組織自身發光少，幾乎不存在背景信號干擾，并且螢光素酶催化氧化發光的效率極高(發光強度變化可達4-7個甚至12個數量級)，使得檢測的信噪比高、靈敏度高以及分辨率高，尤其適用于復雜生物背景下的高靈敏度成像；(2)組織穿透力強，更適用于無創、實時、連續的活體檢測；(3)生物發光涉及的底物和酶對生物體基本無毒性，更加安全。因此，生物發光成像能夠為內源性活性物質提供高靈敏度、安全無毒、無創實時的在體檢測方法。

發明內容

本發明的目的是在現有技術的基礎上，提供一種用于檢測硒半胱氨酸的生物發光探針，該探針能夠定量的檢測硒半胱氨酸，檢測限可達8nM，表明該探針具有較高的檢測靈敏度和選擇性。

本發明的另一目的是提供一種上述生物發光探針制備方法。

本發明的又一發明目的是提供上述生物發光探針在硒半胱氨酸檢測中的應用。

本發明的技術方案如下：

一種生物發光探針，其探針的結構式如下所示：