[发明专利]一种可选择性检测生物巯基化合物的荧光化学传感器、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可选择性检测生物巯基化合物的荧光化学传感器、制备方法及应用，属于化学传感器技术领域。

背景技术

含巯基的生物分子，如半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）、谷胱甘肽（GSH），在维持生物体系稳定方面发挥着重要作用。半胱氨酸参与体内生物蛋白酶和体内氧化还原反应过程，其缺乏会导致如神经中毒、肝损伤、头发脱色、水肿等病症的发生；作为蛋氨酸代谢的中间产物，同型半胱氨酸是引起血管硬化的一个重要因素，血浆中同型半胱氨酸的含量偏高可能引发神经管缺陷、骨质疏松症、阿兹海默症、心血管病等一系列疾病；谷胱甘肽作为细胞内含量最多的含巯基生物分子，是体内重要抗氧化剂，它可以清除体内过量的自由基，在防卫机体免受自由基伤害、抗肿瘤及抗衰老等方面均具有重要作用。由于它们在生物系统中扮演着非常重要的角色，所以对它们进行有效的检测显得尤为重要。

检测含巯基化合物传统的分析方法包括：质谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、电化学方法等。但这些方法普遍存在操作复杂、仪器昂贵等缺点。而荧光化学传感器由于其具有灵敏度高、操作简单、成本低廉，以及可以进行原位和活体检测等优点被广泛应用于含巯基化合物的检测中。近年来，一些反应型硫醇传感器相继被报道，但由于含巯基化合物结构和性质的相似，能将半胱氨酸和同型半胱氨酸、谷胱甘肽这三种物质区分开来的传感器分子还非常少。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种可选择性检测生物巯基化合物的荧光化学传感器，该传感器能将半胱氨酸与同型半胱氨酸和谷胱甘肽区分开来。

本发明要解决的第二个技术问题是一种可选择性检测生物巯基化合物的荧光化学传感器的制备方法。

本发明要解决的第三个技术问题是一种可选择性检测生物巯基化合物的荧光化学传感器的应用。

本发明提供一种可选择性检测生物巯基化合物的荧光化学传感器，它具有如下所示的结构式：

式中，R为以下结构中的一种：

式（Ⅰ）荧光化学传感器的制备方法，包括如下步骤：

称取BODIPY主体化合物溶于乙腈中，加入对硝基苯硫酚和三乙胺，室温下搅拌，得到式（Ⅰ）所示的荧光传感器分子；

所述BODIPY主体化合物的结构式为：

式（Ⅱ）荧光化学传感器的制备方法，包括如下步骤：

称取BODIPY主体化合物溶于乙腈中，通N₂，加入对硝基苯酚和三乙胺，N2保护下回流，得到式（Ⅱ）所示的荧光传感器分子；

所述BODIPY主体化合物的结构式为：

一种可选择性检测生物巯基化合物的荧光化学传感器的制备方法，包括以下步骤：

①式（Ⅰ）所示的荧光传感器分子的合成：称取1摩尔当量的BODIPY主体化合物溶于乙腈中，加入1.5-2摩尔当量的对硝基苯硫酚和2-10摩尔当量的三乙胺，室温下搅拌5-15分钟，减压蒸馏除去溶剂，残留物进行柱层析，得到式（Ⅰ）所示的荧光传感器分子；

②式（Ⅱ）所示的荧光传感器分子的合成：称取1摩尔当量的BODIPY主体化合物溶于乙腈中，通N2，加入2-10摩尔当量的对硝基苯酚和5-20摩尔当量的三乙胺，回流3-10小时，减压蒸馏除去溶剂，残留物进行柱层析得到式（Ⅱ）所示的荧光传感器分子；

所述BODIPY主体化合物的结构式为：

它的合成可参考相关文献。

例如：BODIPY主体化合物A的合成包括以下步骤：

①向1摩尔当量对甲基苯甲醛和20-25摩尔当量吡咯的混合溶液中缓慢滴加0.08-0.12摩尔当量的三氟乙酸，室温下搅拌10-15分钟，得到B；

②将1摩尔当量B溶于四氢呋喃中，通N₂，与2-2.5摩尔当量N-氯代丁二酰亚胺在-78℃的条件下反应2-3小时，得到C；

③将1摩尔当量C溶于二氯甲烷中，通N₂，接着将1-1.2摩尔当量二氯二氰基对苯醌的二氯甲烷溶液逐滴加入其中，室温下反应1-1.5小时，得到D；

④将1摩尔当量D溶于二氯甲烷中，加入8-10摩尔当量三乙胺，室温搅拌1-1.5小时，接着加入15-20摩尔当量三氟化硼乙醚，在黑暗无光条件下反应12-15小时，得到E；