[發明專利]一種螢光素酶底物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010705758.0
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111675724B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 李敏勇;杜呂佩;陳新新
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C07D513/04
• 分類號: C07D513/04;C07B59/00;C09K11/06;G01N21/64;G01N21/76
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 宋海海

本發明提供一種螢光素酶底物及其制備方法和應用，屬于螢光素酶底物制備技術領域。所述螢光素酶底物結構式為：其中，R取氫或氘。本發明提供的螢光素酶底物具有選擇性好、靈敏性高、檢測線低及良好生物相容性等優點；進一步研究證明，在體外、細胞、體內環境中，d₂?cycluc比cycluc的生物發光強度強，生物發光時間長，且兩種螢光素酶底物都具有良好的濃度依賴性，同時本發明提供的螢光素酶底物的制備方法簡單，可操作性強，成本較低，因此具有良好的實際應用之價值。

技術領域

本發明屬于螢光素酶底物制備技術領域，具體涉及一種螢光素酶底物及其制備方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

許多藥物都是基于碳的，碳氫鍵與理解藥物分子的重要特性特別相關。氘化是指選擇性取代氕氫同位素在小分子藥物中的位置，從而實現氘氫同位素藥物的過程。一方面，藥物的氘化最有可能影響藥代動力學特性，例如代謝，而不是藥效學作用。因此，氘代時某些藥物的代謝可能受到有利影響。可以從氘化作為改變藥物藥代動力學的策略中獲益，在一系列微生物學和生化分析中，氘化似乎并未損害藥物的療效。另一方面，使用氘化時，放置不當會導致明顯的主要同位素效應。當與重同位素的鍵是反應(或代謝轉化)中的限速步驟時，就會發生主要的同位素效應，分子與重同位素的反應將進行得更慢，由于輕和重同位素之間的質量差異而產生了標記。

氘表現出獨特的理化性質，并且在所有其他元素中具有最強的動力學同位素效應。此外，在經氘處理過的細胞和生物體中已觀察到各種各樣的形態和生理變化，包括諸如細胞分裂或能量代謝等基本過程的變化。氘化作用改善了代謝譜，同時不影響藥物的藥理作用，并且降低了藥物之間的相互作用，它們在體外顯示出明顯增強的穩定性。通常，氘最常用于增加藥物的穩定性，從而增加其半衰期，并降低其形成反應性代謝產物的傾向，同時增加其安全性或改善藥物的分布方式。氘化藥物項目的巨大優勢是可獲得來自其非氘化變體的人類臨床試驗數據，這使得該過程的財務需求降低了。盡管我們仍未完全了解氘的所有后果，但很顯然，在科學應用、生物技術、藥理學等領域具有利用這些效應的巨大潛力。此外，動力學同位素效應的表現是其他元素中無與倫比的，此類應用的首選同位素。

生物發光現象是自然界廣泛存在的一種發光現象，一些生物可以通過一系列氧化反應將化學能轉化為光能。在該過程中，可以在沒有外部光激發的情況下有效地產生發光信號。在過去的十年中，生物發光方法作為熒光的替代方法得到了廣泛應用，大大推動了生物學相關研究。目前生物發光成像技術已得到廣泛的應用，主要應用于食品，腫瘤，重金屬，各種離子，酶和有害氣體檢測等多個領域，然而，發明人發現，基于生物發光現象對動力學同位素效應的研究仍然較少。

發明內容

針對目前現有技術的不足，本發明提供一種合成的環狀烷基氨基螢光素，其允許使用修飾的螢光素酶Ultra-Glo發出穩定的紅移光，并且發光強度很強，因此它是一種非常有應用價值的生物發光探針。本發明根據環狀烷基氨基螢光素發光的優越性，對其進行氘代修飾，將環狀烷基氨基螢光素中的部分碳氫鍵替換為碳氘鍵，經試驗證明其具有更強的生物發光強度和更長的生物發光時間，從而展現出更加良好的生物發光優勢，因此具有良好的實際應用之價值。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案如下：

本發明的第一個方面，提供一種螢光素酶底物，所述螢光素酶底物結構式為：

其中，R取氫或氘，優選為氘；

當R取自氫時，所述螢光素酶底物為cycluc，其結構式為：

當R取自氘時，所述螢光素酶底物為d₂-cycluc，其結構式為：