[發明專利]Rhodol-HBT類衍生物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010515134.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111635414B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 郭媛;田敬業;滕浩;修夢雪
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C07D491/22
• 分類號: C07D491/22;C09K11/06;G01N21/64;A61K49/00
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

本發明公開了結構通式（I）所示的Rhodol類衍生物。本發明將苯并噻唑引入Rhodol結構中，開發了一種新型Rhodol?HBT類染料，該染料兼備Rhodol與HBT兩種熒光團多種優異性質，并且提供兩個易于修飾的活性位點。本發明化合物可作為熒光探針用于苯硫酚和次氯酸的邏輯檢測，借助熒光共聚焦顯微鏡，成功實現了對細胞、斑馬魚、線蟲內氧化應激過程的可視化成像，利用該探針還實現了對細胞與線蟲水平上衰老的動態評價。

技術領域

本發明涉及Rhodol-HBT類衍生物及其制備方法和應用，屬于化學生物學傳感器技術領域。

背景技術

衰老是影響大多數生物的時間依賴性生理功能衰退現象，也是許多非傳染性疾病最嚴重的風險因素，這些疾病包括骨關節炎、動脈粥樣硬化、阿茲海默癥以及癌癥等。因此，衰老的檢測與評價有助于對衰老和衰老相關疾病發生機制的研究。1956年，Dr. Harman首次提出自由基理論，該理論認為自由基誘導的細胞損傷是導致衰老的原因。隨后，自由基假說與氧化應激假說融合，提出氧化應激損傷是誘發衰老的原因，并且認為靜息狀態下活性氧（ROS）的水平與衰老的程度密切相關。然而，最近有研究提出一個新的概念“氧化還原應激反應能力（RRC）”，它是指細胞對于氧化應激的一種動態反應能力，即能產生活性氧以及產生多少的能力（Meng J, Lv Z Y, Qiao X H, et al. Redox Biology, 2017, 11,365）。簡單地說，細胞為了應對應激源的威脅而產生適量的活性氧，從而刺激信號通路以確保細胞的健康。該項研究通過對比年輕與衰老的細胞和線蟲對于氧化應激的應答能力，證實了這種動態能力的衰退是衰老的一個本質特征，強調了對于應激而言，動態比靜態更能體現細胞與個體的活力。目前關于評估衰老的研究大多集中于靜態狀態下對衰老相關標志物的檢測。因此，基于衰老相關的RRC開發一種高效可靠的工具，這對于動態的評價衰老，進而研究衰老的過程是十分重要的，但是目前仍未有類似的工作被報道。

“氧化應激”概念在1990年由Sohal首次提出。氧化應激是指機體暴露在環境壓力下或處于疾病狀態中，機體中細胞內活性氧不斷累積的過程。正常情況下，生理水平的活性氧對于生物體起到積極的作用。然而，當生物體遭受有害因素的刺激時，會引起體內活性氧的大量產生，使得氧化系統與抗氧化系統之間的平衡被打破，過量的活性氧參與細胞中的反應而產生氧化應激，進而導致細胞損傷，從而造成衰老。眾所周知，許多環境壓力影響細胞氧化還原平衡，導致活性氧的過量產生。苯硫酚是一種具有高度反應性的芳香族硫醇化合物，廣泛應用于聚合物、農藥和藥物等化學工業中。同時，苯硫酚也是具有高毒性的環境污染物，它的氣味非常難聞并且極易揮發擴散，長期接觸的人群不僅會在心里上產生嚴重的健康問題，而且會引發呼吸短促、肌肉無力、肝腎功能障礙和中樞神經損傷以及癱瘓，甚至死亡。有研究表明，痕量的苯硫酚能夠引起細胞的氧化應激（Liu Q M, Li A Y, Li X K,et al. Sensors Actuators B Chemical, 2019, 283, 820），這種應激現象被稱為毒物刺激的氧化應激，在應激過程中會誘導致病性的次氯酸的產生，次氯酸作為一種重要的活性氧物種，其過量表達會引起細胞的氧化應激損傷。然而，由于缺乏可靠有效的工具來監測作為化學應激源的苯硫酚誘導次氯酸生成的過程，所以此機制尚不明確。因此，苯硫酚介導的氧化應激過程可視化的方法對于應激機制的探索與研究尤為重要，更進一步對細胞與活體水平中衰老的動態評估提供了簡便可靠的工具。

隨著成像技術的發展，熒光成像由于其技術簡便、信號傳導快、靈敏度高、時空分辨率高、特異性強和無侵入等優點，成為對目標物質可視化和實時檢測的有力工具。近年來，一系列特異性小分子熒光探針被用于生物體中苯硫酚或次氯酸的識別與檢測，盡管將兩種專一性的探針簡單地混合在一起可能根據兩種不同信號區分檢測出兩種分析待測物，但是這樣的策略受到了多種方面問題的限制，例如：（1）兩種探針的熒光信號之間存在相互交叉串擾的可能性；（2）兩種探針的引入可能使得該策略存在入侵效應；（3）兩種探針可能存在不同的定位和代謝。因此，一種單分子雙模熒光探針的開發，對于苯硫酚誘導氧化應激過程的可視化以及對衰老的動態評價是非常理想的，同時也是非常具有挑戰性的。

發明內容