[發明專利]基于苯硒醚基團專一響應Cys的熒光探針、制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010553338.5
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111675728B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 張健;趙偉利;陶遠芳;王楠楠;王瀚;岳金磊;蘇慧慧
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

本發明提供了一種基于苯硒醚基團專一響應Cys的熒光探針、制備方法及應用。本探針選擇BODIPY染料為熒光團，苯硒醚為識別團。檢測機制是Cys同苯硒醚發生親核取代?重排反應，引起熒光信號變化。上述探針通過紫外和熒光光譜儀檢測Cys且不受其他氨基酸和活性氧類的干擾，該檢測過程簡便、快速、靈敏，檢測限為33 nM。更重要的是該探針可以檢測細胞中Cys，在生物監測領域具有良好應用前景。

技術領域

本發明涉及熒光探針，具體涉及一種基于苯硒醚基團專一響應Cys的熒光探針、制備方法及應用。

背景技術

生物硫化物對動植物和微觀生命體代謝，食品加工等方面發揮著重要作用。小分子硫醇是生物硫化物的一部分其包括：半胱氨酸(Cys)，同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)。三種硫醇的濃度異常可能導致多種疾病，如肝臟損傷，心血管疾病，阿爾茲海默癥，癌癥等。在動物體內半胱氨酸(Cys)是一種蛋白質原性、半必需氨基酸，通過在折疊的蛋白質中提供二硫鍵來穩定蛋白質結構，增加蛋白質的剛性，調節蛋白質的功能。Cys合成的前體是Hcy，蛋氨酸轉化為同型半胱氨酸，再與絲氨酸結合形成不對稱的硫醚半胱氨酸Hcy結合絲氨酸在胱硫醚b-合酶(CBS)的作用下形成胱硫醚，之后在胱硫醚g-裂解酶(CSE)的作用下裂解成Cys。同時它還是GSH，牛磺酸和乙酰輔酶A合成的前體氨基酸。除此之外，Cys還可以從食物中獲取，Cys存在于高蛋白食物中，包括肉類、雞蛋、奶制品等。并且Cys已被糧農組織聯合專家委員會(JECFA)指定為調味劑，因此，Cys的專一性檢測非常重要。

但是，由于硫醇本身的結構相似性，都具有相同的活性位點巰基和胺基，特別是Cys和Hcy兩者僅相差一個亞甲基的區別。所以實現三者區分仍是一個巨大的挑戰。苯硒醚基團是易于離去的基團，容易受到親核試劑的進攻，發生取代反應。而將苯硒醚作為檢測團利用巰基的強親核性對于活性硫化物報道非常少，特別是專一性識別Cys的探針還未曾報道。紅色熒光探針因其長發射波長和強組織穿透性而眾所周知。因此，開發基于苯硒醚為檢測基團專一性響應動物細胞Cys的紅色熒光探針具有重要意義。

發明內容

本發明提出了一種基于苯硒醚基團專一響應Cys的熒光探針、制備方法及應用，該探針制備方法操作方便，原料易得，能夠實現細胞內Cys的專一性檢測。

實現本發明的技術方案是：

一種基于苯硒醚基團專一響應Cys的熒光探針，探針的結構式為：

。

基于苯硒醚基團專一響應Cys的熒光探針的制備方法，步驟如下：

（1）N₂保護冰水浴下，氫化鈉加入到四氫呋喃溶劑中混合得到混合溶劑，將丙酮基對甲苯磺酸肟酯與對甲氧苯乙烯基甲基酮按照當量為1：2～3的比例溶于混合溶劑中，50℃反應4小時，冰水淬滅，二氯甲烷萃取，柱層析分離得到化合物1；

化合物1的結構式如下：；

（2）步驟（1）制得的化合物1溶于四氫呋喃中，將N,N-二異丙基乙胺和三光氣或硫光氣按照當量為1：（1～1.5）的比例加入，25℃攪拌1-1.5h，然后減壓去除溶劑，柱層析分離得到化合物2；

化合物2的結構式如下：，

（3）將步驟（2）所得化合物2溶于二氯甲烷中，加入1.5當量的三氯氧磷反應過夜，之后加堿和三氟化硼乙醚按照當量為6：（8～10.5）加入上述體系中絡合，25 ℃下絡合4～6小時，柱層析分離得到化合物3；

化合物3的結構式如下：，

（4）將二苯基二硒醚和四氫鋁鋰按照當量為1：2的比例溶于乙醇中還原，加入2～2.5當量的化合物3室溫反應1～1.5小時，然后淬滅減壓去除溶劑，殘留物柱層析分離得到探針BDP-Se-3。

所述的制備方法制備的探針在專一檢測Cys中的應用。