[發明專利]一種通過光調控精確檢測生物體內H2

有效

• 申請號: 202011378243.0
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112358508B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張承武;陸瑤;仇興漢;李林;王延賓;黃維
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07F9/6596
• 分類號: C07F9/6596;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 吳頻梅

本發明涉及一種可通過光調控精確檢測生物體內H₂O₂的熒光探針及其制備方法和應用，屬于有機熒光探針領域。所述的熒光探針基于嘧啶基染料，為UFPS?1熒光探針，UFPS?1熒光探針的結構式如圖(Ⅰ)所示。本發明的熒光探針能夠精確檢測生物體內的H₂O₂，避免細胞內其他離子氨基酸的干擾。該探針具有較大的斯托克斯位移，有較好的化學穩定性、生物兼容性和選擇性等。熒光共聚焦成像實驗表明該探針具有較好的細胞通透性，對細胞和生物體無毒副作用。

技術領域

本發明涉及一種基于嘧啶基染料，可通過光調控精確檢測生物體 內H₂O₂的熒光探針，屬于有機熒光探針領域。

背景技術

過氧化氫(H₂O₂)是活性氧(ROS)中一種非常典型的物質，幾 乎存在于所有細胞中，是氧代謝的重要產物，在調節多種細胞功能中 起著至關重要的作用。與ROS家族的其他物質(如超氧物或羥基自由 基)不同，H₂O₂可以自由擴散，結構相對穩定，壽命長。生物體內的H₂O₂通常來自線粒體、過氧化物酶體和胞漿酶，其中線粒體是H₂O₂的主要生理來源之一。

活性氧物種(ROS)的大量增加會導致各種生物分子的結構性氧 化損傷，這些生物分子對細胞的結構完整性至關重要，包括脂質、DNA 和蛋白質?；钚匝跻鸬倪@種氧化損傷被稱為“氧化應激”，并已被證 明與多種生物分子有關在癌癥、糖尿病、肥胖癥和中風等疾病中。中 樞神經系統(CNS)因其高耗氧量而對氧化應激特別敏感，過量產生 ROS可能導致神經元功能障礙或死亡，如阿爾茨海默氏癥(AD)、帕 金森氏病(PD)和肌萎縮性側索硬化癥(ALS)和其他神經退行性疾 病。

因此，開發實時、無創的ROS特異性檢測工具對于研究氧化應激 相關疾病的發病機制尤為重要。為了解決這一問題，亟需研發一種可 以高效、精準檢測H₂O₂的熒光探針。

發明內容

本發明利用嘧啶基染料DMe的光學及生物性質，在其結構上引 入了H₂O₂特異性識別基團硼酸酯結構，進而達到精準檢測活細胞內 H₂O₂的目的，亦可用于檢測野生型及帕金森病(Parkinson’s disease, PD)模型果蠅腦組織中的H₂O₂。

本發明采用的技術方案是：一種通過光調控精確檢測生物體內 H₂O₂的熒光探針，所述的熒光探針為UFPS-1探針，UFPS-1熒光探針 結構如圖(Ⅰ)所示：

優選的，取25mL的圓底燒瓶，將嘧啶基染料DMe用10mL吡 啶溶解，逐滴加入三氯氧磷，攪拌2小時直至溶液澄清，隨后放入冷 井-40℃環境，使用吡啶溶解4-(羥甲基)苯硼酸頻哪醇酯，隨后取出 并常溫攪拌3小時，將反應體系放入-20℃的環境，用水淬滅反應， 乙酸乙酯萃取，洗滌有機相并用無水硫酸鈉干燥，通過硅膠層析法分 離純化得到目標產物UFPS-1熒光探針。

優選的，所述的嘧啶基染料DMe、三氯氧磷與4-(羥甲基)苯硼酸 頻哪醇酯的摩爾比為1：3：1。

優選的，所述的嘧啶基染料DMe的制備方法如下：50mL圓底 燒瓶加入20mL乙醇和對二甲氨基苯甲醛，超聲溶解固體，攪拌加 入濃鹽酸5.6mL，95℃回流24h。反應結束后將溶液倒入冰水中， 加入碳酸氫鈉中和；用CH₂Cl₂萃取兩次后無水硫酸鈉干燥有機相，除 去無水硫酸鈉和有機溶劑，用硅膠層析法得到染料DMe。