[发明专利]一种检测硫化氢的荧光探针及其制备方法与使用方法

说明书

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，具体涉及一种作为硫化氢荧光探针材料使用的萘酰亚胺-对叠氮苄醇衍生物及其制备方法与使用方法。

背景技术

硫化氢(H₂S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后的人体内第三大气体信号分子。在生命体内，硫化氢参与了细胞内氧化还原反应和多种信号传导过程，包括血管舒张、心肌收缩、神经传递和胰岛素分泌等。而当细胞内硫化氢处于非正常水平时将导致一系列生理疾病，例如阿尔兹海默、肝硬化、胃粘膜损伤、动脉和肺高血压等(参见B.D.Paul，and S.H.Snyder，H₂S signaling through protein sulfhydration and beyond，Nat.Rev.Mol.Cell Biol.,2012,13:499-507)。因此，有效地检测或监控生物样品或环境样品中的硫化氢已成为近年来相关领域的研究热点。

荧光检测法由于其优秀的检测灵敏度和选择性，并能实现对生物样品的实时、在线检测而受到研究者的广泛关注。萘酰亚胺类荧光分子因其具有良好的光稳定性、高摩尔消光系数和量子产率等独特优点而成为该方法最重要的荧光母体之一，在多种待测分子的荧光检测中得到了广泛的应用。

目前已开发的用于检测硫化氢的小分子荧光探针主要基于叠氮官能团与硫化氢之间的特异性化学反应而设计的。当存在硫化氢的条件下，探针分子中的叠氮基团被硫化氢还原为氨基，导致探针分子的荧光性质发生变化，从而实现对硫化氢的特异性设别。

然而，已报道的硫化氢探针大多数是荧光“关-开”型(参见L.A.Montoya and M.D.Pluth，Selective Turn-on Fluorescent Probes for Imaging Hydrogen Sulfide in Living cells，Chem.Commun.，2012，48：4767-4769)，易受到检测环境，如检测温度、探针浓度等条件的影响；或是探针分子中存在生物易受性基团(参见X.-L.Liu,X.-J.Du,C.-G.Dai,and Q.-H.Song，Ratiometric Two-Photon Fluorescent Probes for Mitochondrial Hydrogen Sulfide in Living Cells，J.Org.Chem.,2014,79:9481-9489.)，不利于其在复杂的生物体内进行检测。因此亟须一种新颖的、具有良好生物稳定性的且能实现“比率计型”检测的硫化氢荧光探针。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明旨在提供一种来自萘酰亚胺和对叠氮苄醇的用于检测硫化氢的荧光探针及其制备方法和使用方法。

本发明的核心在于利用4-羟基-1,8-萘酰亚胺构筑经典的ICT体系，并在4-位直接引入对叠氮苄基部分，使其更具生物和光学稳定性。当存在硫化氢的条件下，叠氮基被硫化氢还原为氨基，进而发生1,6-消除离去对氨基甲苯部分而得到4-羟基-1,8-萘酰亚胺，通过上述方案，获得“比率计型”的荧光响应，大大提高了检测的灵敏度。

本发明一种检测硫化氢的荧光探针，结构式为式(I)或者式(II)，

式(I)为萘酰亚胺-对叠氮苄醇衍生物；

式(I)中，n为0～18的原子数，R为甲基，或羟基，或羧基，或磺酸基，或(三苯基)磷基，或中的任何一种。

II)所示化合物(Nap-S)：

一种检测硫化氢的荧光探针的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：在惰性气氛下，式(III)所示4-溴-1，8-萘二甲酸酐与氨基化合物在醇中反应得到式(IV)所示取代的4-溴-1，8-萘酰亚胺；

式(IV)中，n为0～18的原子数，R为甲基，或羟基，或羧基，或磺酸基，或(三苯基)磷基，或中的任何一种；

步骤二：在惰性气氛下，在金属钠的存在下，式(IV)所示化合物在醇中反应得到式(V)所示取代的4-羟基-1，8-萘酰亚胺；

式(V)中，n为0～18的原子数，R为甲基，或羟基，或羧基，或磺酸基，或(三苯基)磷基，或中的任何一种；

步骤三：在惰性气氛下，在碱存在下，式(V)所示化合物与式(VI)所示对叠氮苄醇反应即得式(I)所示化合物；