[发明专利]一类含硒氟硼染料荧光探针及其在ClO-检测上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类用于检测ClO^-的荧光探针，具体的说，在ClO^-存在下荧光强度或波长产生变化，在还原性物质如半胱氨酸、还原型谷胱甘肽、金属硫蛋白等存在下荧光强度或波长又恢复原来状态的荧光探针。

背景技术

活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS),就是比起普通的氧分子,它们有着更高的氧化还原活性。活性氧是生物过程和病理过程所必须的。当感染和发炎时，噬菌白细胞，包括嗜中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞都会产生活性氧以杀死病菌和病原体。因此，活性氧对于人体具有十分重要的意义。次氯酸是一种高活性的ROS，与其他的活性氧和活性氮(reactive nitrogen species，RNS),不同，次氯酸在日常生活中广泛用作消毒剂、抗菌剂和漂白剂。在人体内，它是在由嗜中性粒细胞分泌的绿过氧化酶（MPO）的催化下，由双氧水和氯离子生成的。内生的次氯酸根离子是生命所必须的，具有重要的抗菌性能且能抵抗微生物入侵，在人体的免疫系统中扮演着重要的角色。但人体中过量的次氯酸会导致组织损伤和诱发多种疾病，如：动脉硬化、癌症、心血管疾病、风湿性关节炎等。这些可能是因为生理条件下，次氯酸可以与DNA、RNA、脂肪酸、胆固醇和蛋白等生物分子发生反应。但是，次氯酸在这些疾病中的准确作用机理还没被研究透彻，由次氯酸引起的细胞死亡机理，细胞抵抗、适应次氯酸的机理仍然是未知的。在研究次氯酸根离子的生理功能和有害影响方面，研究人员已经开展了许多工作，并且提出了许多灵敏度高、选择性好的分析方法。虽然已经报道了许多用于检测次氯酸的分析方法如电分析、电位测定、分光光度法、化学发光法，但荧光探针技术由于可以减少对细胞损伤、可在活细胞中进行较高时间和空间分辨的可视化分析，成为一种有应用前景的分析方法。因此，为了更好地揭示次氯酸在生物系统中的作用，发展方便、灵敏的、特异的次氯酸荧光探针是迫切需要的。

一个具有应用前景的荧光探针应具有作用前后荧光变化明显、对目标分子响应快、选择性好、可用于实时可逆检测等优点。Dan Yang等公开了一类用于检测次氯酸的荧光探针HKOCl-1（结构见图1，Dan Yang et.al,Organic Letters,2008,10,2171），与次氯酸作用后,通过对苯二酚氧化成对苯二醌引起探针荧光增强，从而检测次氯酸的存在。最近，Tetsuo Nagano等公开了一种检测次氯酸的荧光探针MMSiR（结构见图1，Tetsuo Nagano et.al,J.Am.Chem.Soc.,2011,133,5680），通过罗丹名染料氧化前后的开闭环原理检测次氯酸根。以上探针虽对次氯酸有较好的选择行，但都是单一波长荧光增强型探针，受外部环境的干扰较强；而且不具有可逆性，不能用于次氯酸的实时检测，使其应用前景受到了很大的限制。实时可逆检测，对深入研究ClO^-在生物体内的产生、输送及累积等过程的动力学机理，进一步了解ClO^-的生理和毒理作用具有重要意义。比率检测由于可建立内标，从而大大降低外部条件的干扰。因此，开发具有高选择性，可用于生物体系中次氯酸实时可逆检测、比率检测的荧光探针具有重要意义。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供了一类可用于选择性检测细胞内次氯酸的可逆荧光探针，此类探针可以选择性地与次氯酸作用，作用后荧光强度或波长发生改变，在还原性物质如半胱氨酸、还原型谷胱甘肽、金属硫蛋白等存在下荧光又可以恢复到原先状态。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明采用氟硼荧染料（BODIPY）作为荧光母体，在染料母体上引入有机硒醚结构作为与次氯酸反应的活性中心，以实现选择性地检测次氯酸；利用有机硒醚被氧化后形成的有机硒氧化物容易被生物体系中的还原性小分子如半胱氨酸、还原型谷胱甘肽、金属硫蛋白等还原为有机硒醚的性质，实现探针分子的可逆性；并同时利用有机硒醚氧化前后电子性质的变化及其对整个化合物荧光性质的影响调变探针分子的荧光性质。

所述的荧光探针的通式为：

一类氟硼染料荧光探针，其特征在于所述的荧光探针具有下列结构通式I：

通式I中：