[发明专利]一种检测细胞内CO的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光探针，特别涉及一种BODIPY类荧光探针、其合成方法及其在检测细胞内CO的应用，属于检测技术领域。

背景技术

多年来，一氧化碳(carbon monoxide，CO)因其极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡。一直以来，CO被人们认为是一种有毒气体。20世纪70年代，人们发现机体可以内源性产生CO，它在体内主要是由血红素氧化酶酶解血红素产生。CO与其它气体信号小分子NO、H₂S一样，在机体调节的生理和病理方面都起着重要作用。CO的主要生理作用是为心肌局部缺血和再灌注时组织损伤提供保护。相比传统直接给机体吸入CO气体，过渡金属羰基复合物的CO释放分子(CORMs)被认为是临床上防止心肌局部缺血和再灌注时组织损伤的潜在药物。内源性气体信号分子因其具有持续产生、传播迅速等特别。目前的CO检测技术，如硫酸钯-钼酸铵比色式法、电化学法、气相色谱法、红外线一氧化碳检测法等，往往需要延后处理或破坏的组织或产生细胞裂解产物。

近年来，用于检测体内CO的荧光探针，比较少见。如以BODIPY为荧光母体(Brian W.Michel,Alexander R.Lippert,and Christopher J.Chang,J.Am.Chem.Soc.2012,134,15668-15671)探针，以及以双光子染料香豆素衍生物为荧光母体(K.Zheng,W.Lin,L.Tan,H.Chena and H.Cuia,Chem.Sci.,2014,5,3439-3448.)的荧光探针。以上两种探针的响应基团都是以苄胺形成的环钯化物，虽然选择性好，但反应时间长(1h或30min)。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种检测细胞内CO的荧光探针及其制备方法和应用，该类荧光探针结构新颖、灵敏度高、光稳定性好。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种检测细胞内CO的荧光探针，结构式如下：

其中，R为H、-CH₃、-CH₂CH₃或-COOEt。

本发明合成新型环钯基团能够对CO的响应性更快更灵敏，其与BODIPY结合后不仅提高了对CO的选择性，而且实现更快更灵敏的检测CO。

一种检测细胞内CO的荧光探针的制备方法，将对硝基苯甲酰氯、二甲基吡咯和三氟化硼乙醚，或对硝基苯甲酰氯、二甲基吡咯衍生物和三氟化硼乙醚反应生成硝基苯基氟硼二吡咯(硝基苯基BODIPY)，然后将硝基苯基BODIPY中的硝基还原成氨基，再加入亚硝酸盐和3,5-二甲基苯酚偶氮化反应，最后加入钯盐进行环钯化反应得到目标产物，即检测细胞内CO的荧光探针(ACP-CO)。

本发明合成方法简单，适于工业化生产。

优选的，所述二甲基吡咯为2,4-二甲基吡咯。

其反应过程如下：

其中，R为H、-CH₃、-CH₂CH₃或-COOEt。

优选的，步骤如下：

(1)将对硝基苯甲酰氯和二甲基吡咯，或对硝基苯甲酰氯和二甲基吡咯衍生物溶解于溶剂1中，加热回流后冷却，加入溶剂2，加入三氟化硼乙醚升温反后得到5,5-二氟-1,3,7,9-四甲基-10-(4-硝基苯基)-5H-4λ⁴,5λ⁴-二吡咯[1,2-c:2',1'-f][1,3,2]二氮杂硼，即硝基苯基BODIPY；

(2)将硝基苯基BODIPY和甲酸铵溶于溶剂中，然后加入Pd/C搅拌反应后即得氨基苯基BODIPY；

(3)将氨基苯基BODIPY和浓盐酸溶于溶剂中，加入亚硝酸盐溶液，搅拌后，加入3,5-二甲基苯酚的碱溶液搅拌后得到偶氮BODIPY；

(4)将偶氮BODIPY染料溶解于溶剂中，然后加入PdCl₂，室温搅拌过夜后，即得检测细胞内CO的荧光探针。

进一步优选的，所述步骤(1)的具体步骤为：将对硝基苯甲酰氯和二甲基吡咯，或对硝基苯甲酰氯和二甲基吡咯衍生物溶解于CH₂Cl₂中，加热回流1-2h，冷却后加入三乙胺、甲苯，待反应10-20分钟后加入三氟化硼乙醚，升温至50-60℃反应2-4小时，旋干，用色谱柱分离，所得固体即硝基苯基BODIPY；