[发明专利]一种氟硼吡咯类化合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测硫化氢（H₂S）的荧光探针，具体的说是一种氟硼吡咯类化合物及其应用。

背景技术

几个世纪以来，硫化氢（H₂S）对环境的毒性污染已经得到了人们深入的研究。然而，最近关于生理内源性H₂S的研究工作都致力于其对若干生理功能的调控。硫化氢，这个具有特殊气味的气体，继一氧化氮和一氧化碳之后被证实为第三个内源性气体信号分子。被称为气体递质。内源性的H₂S主要来自于L-半胱氨酸的酶解作用，其生成机制至少与四种不同的酶有关：胱硫醚-β-合成酶(CBS)、胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)、3-巯基丙酮酸硫转移酶(3-MST）和半胱氨酸酶(CL)。这些酶广泛的存在于人体各种组织和器官中。例如，CSE主要存在于心血管组织中，而CBS主要存在于神经系统中。在线粒体内则以巯基丙酮酸为底物由3-MST作用产生硫化氢。H₂S生成的次要途径是通过非酶产生，如在糖的氧化过程中由元素硫生成硫化氢。在生理浓度水平下，硫化氢参与一系列的生理过程，包括调节血管张力、心肌收缩、神经传导、胰岛素分泌等。一旦细胞不能维持其硫化氢的生理范围内水平，便会引起动脉和肺动脉高压、阿尔茨海默氏症、胃粘膜损伤、肝硬化等疾病。此外，硫化氢也表现为用作活性氧物种和活性氮物种的抗氧化清除剂。

像比色法，电化学分析，色谱分析和金属硫化物沉淀等方法都可用来测量血浆和匀浆组织中的硫化氢浓度，但是这些方法往往需要试样预处理，荧光探针检测法因其具有高灵敏度以及在活细胞或组织中可直接检测等优点已经成为分析生命体内H₂S的重要的检测手段之一。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。Christopher J.Chang等公开了一类用以检测硫化氢的荧光探针SF1及SF2（结构见图1，C.J.Chang et.al,J.Am.Chem.Soc.,2011,133,10078），与H₂S作用后荧光增强从而检测H₂S的存在。但是这类荧光探针对硫化氢响应慢，不能用于快速地检测H₂S。Binghe Wang等公开了一种检测H₂S的荧光探针DNS-Az（结构见图1，B.Wang et.al,Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50,9672）,但此探针的激发发射波长位于紫外区，不能有效避免生物自体荧光的干扰，同时紫外光对生物体光漂白作用很大，易于损伤生物样品。上述探针都是荧光增强型探针，没有波长的变化，无法实现定量检测。为达到充分穿透到组织内部和避免细胞自发荧光干扰目的，大大降低外部环境的干扰，实现定量检测，仍然需要开发具有较长激发发射波长的可操作性荧光探针。因此，开发具有良好选择性，可在近红外区进行检测生物体系中H₂S的荧光探针具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氟硼吡咯类化合物及其应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种氟硼吡咯类化合物，氟硼吡咯类化合物如通式Ⅰ所示，

通式Ⅰ中，

R₁为C_1-25烷基碳链、三苯基季磷盐或乙基吗啉；

R₂为氢或甲氧基；

X为H、N、O或S；

优选，通式Ⅰ中R₁为C₁₈烷基碳链、三苯基季磷盐或乙基吗啉；R₂为甲氧基；X为O。

一种氟硼吡咯类化合物的应用，以所述氟硼吡咯类化合物作为硫化氢的荧光探针。

一种荧光探针，荧光探针为通式Ⅰ所示的以BODIPY（氟硼吡咯）染料作为荧光母体，并在母体上引入对具备线粒体、溶酶体、内质网定位功能团的季磷盐、吗啉、C_1-25烷基碳链或甲氧基二苯氧化硒醚。

所述荧光探针用于定性/定量的检测生理环境下、细胞或生物体内外的硫化氢。

本发明的有益效果：