[發明專利]一種超快速檢測生物硫醇熒光探針的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202011624013.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112851650B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 馬開慶;趙玲玲;陰彩霞
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C07D405/14
• 分類號: C07D405/14;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

本發明涉及光學成像領域，具體涉及一種超快速檢測生物硫醇熒光探針的制備方法及其應用。本發明載2，6?雙(羥甲基)?對甲酚和4?(二乙氨基)水楊醛的基礎上經過一系列的化學反應，最終合成了一種粉紅色固體探針，即[2?(7?二乙胺基香豆素)亞甲基?7?甲基?1?氧?3，3a?二氫環戊[b]色滿環?5?基]?甲基?N，N?二甲基?4(1H)?吡啶亞基碳酸酯。該熒光探針的合成路線簡單，原料易得，成本較低，反應時間特別短，可以極快的速度實現某些小分子生物硫醇的檢測，具有極強的靈敏性和選擇性；此外，它還可以靶向定位于線粒體，從而實現特定位置的快速成像。

技術領域

本發明涉及光學成像領域，具體涉及一種超快速檢測生物硫醇熒光探針的制備方法及其應用。

背景技術

生物硫醇種類繁多，某些小分子生物硫醇包括半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽等，它們在許多生理過程中有著至關重要的作用，當其在細胞內含量發生異常時，常會誘發多種疾病。Cys是人體的條件必需氨基酸和生糖氨基酸，可由體內的蛋氨酸(甲硫氨酸，人體必需氨基酸)轉化而來，可與胱氨酸互相轉化；此外，Cys也是谷胱甘肽、乙酰輔酶和?；撬岬那绑w，同時它也可以作為生物體硫鐵絡合物中硫配體的提供者。當體內它的含量發生異常時會出現生長緩慢，毛發色素脫色，水腫，嗜睡，肝功能損傷，肌肉松弛和肥胖，皮膚松弛，身體虛弱等癥狀。Hcy是一種含巰基的氨基酸，主要來源于飲食攝取的蛋氨酸，是蛋氨酸和半胱氨酸代謝過程中一個重要的中間產物。研究表明，同型半胱氨酸水平過高即所謂的高半胱氨酸血癥，會導致人體產生認知功能障礙，嚴重的會導致產生阿爾茨海默氏病，精神分裂癥等；此外，高半胱氨酸較高的人也較容易患上血栓癥及心血管疾病。谷胱甘肽是哺乳動物細胞中抗氧化脅迫最重要的低分子硫醇，也是細胞內含量最多的小分子生物硫醇(1-10mM)。研究發現，還原型谷胱甘肽(GSH)在細胞的生長，和維持細胞正常功能的氧化還原平衡上起著關鍵的作用。當其在體內含量發生異常時，會與癌癥、阿爾茨海默氏癥和心血管等疾病密切相關。因此，使得生物和環境樣品中小分子生物硫醇的檢測引起了更多的關注，從而導致生物硫醇熒光探針和比色傳感器的研究得到快速發展，但是由于生物體內生物硫醇濃度的實時變化，因而需要超快速熒光探針進行檢測。

通過相關文獻報道及前期實驗研究發現，以色烯為母核形成的衍生物骨架結構具有良好小分子生物硫醇的檢測位點。因此，以此骨架結構為識別主體開發一種新型的超快速識別小分子生物硫醇的熒光探針具有重要的意義。

發明內容

針對上述問題本發明提供了一種新型用于識別生物硫醇且可以靶向定位于線粒體的熒光探針。該探針的反應時間特別短，可以以極快的速度實現某些小分子生物硫醇的檢測，具有極強的靈敏性；此外，它還可以靶向定位于線粒體，從而實現特定位置的快速成像。

為了達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：

本發明提供一種用于超快速檢測生物硫醇的熒光探針，為[2-(7-二乙胺基香豆素)亞甲基-7-甲基-1-氧-3，3a-二氫環戊[b]色滿環-5-基]-甲基-N，N-二甲基-4(1H)-吡啶亞基碳酸酯，其結構式為：

本發明提供一種用于超快速檢測生物硫醇的熒光探針的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，3-羥甲基-5-甲基水楊醛的合成：將2，6-雙(羥甲基)-對甲酚和MnO₂加入丙酮中，室溫下攪拌過夜，過濾，濾液濃縮所得殘余物，經柱色譜分離，得到白色固體，即3-羥甲基-5-甲基水楊醛。

步驟2，7-(二乙氨基)香豆素的合成：將4-(二乙氨基)水楊醛、丙二酸二乙酯溶于無水乙醇中，攪拌并加入哌啶，75～100℃進行回流反應6～10h，反應結束后旋去有機溶劑，繼續加入濃鹽酸、冰醋酸，100～120℃進一步回流反應6～10h，冷卻至室溫，倒入冰水中，并加10mmol/L的氫氧化鈉調至pH 5，攪拌20～30min后抽濾、水洗，經真空干燥得土黃色固體，即7-(二乙氨基)香豆素。