[发明专利]一种检测细胞内过氧亚硝酸根离子的荧光探针及其合成方法

说明书

本发明提供了一种检测细胞内过氧亚硝酸根离子的荧光探针，其结构如下所示：其中，R¹和R²各自独立地选自氢、1～5个碳原子的直链烷基或3～8个碳原子的环烷基；R³选自氰基或酯基。该荧光探针对过氧亚硝酸根离子有很好的选择性，对细胞渗透性好，响应时间极短，检测灵敏度极高，对细胞本身没有毒副作用，适应于细胞内过氧亚硝酸根离子浓度变化的检测。该荧光探针合成方法简单且产率高，适合规模化生产。

技术领域

本发明涉及化学领域，特别涉及一种检测细胞内过氧亚硝酸根离子的荧光探针及其合成方法。

背景技术

自从上世纪八十年代研究发现NO在生物体内能通过酶催化合成后，人们开始了有关NO的生物医学方面的研究。1998年的诺贝尔奖授予了发现NO特殊功能的科学家们。特别值得提到的是，NO不仅在生物组织中充当信使分子，NO和·O₂^-还能形成过氧亚硝酸(peroxoitrite,ONOO^-)。过氧亚硝酸根离子是较NO和·O₂^-氧化作用更强、作用更为广泛的一种强效细胞毒性物质，可以由生成部位扩散较远距离而到达靶位，造成较大范围的损伤，是导致细胞和组织损伤的强力氧化剂。过氧亚硝酸根离子可作用于酶、蛋白、脂质及DNA等大分子物质，参与机体的多种病理过程，是NO产生病理损伤作用的主要因子之一，有关过氧亚硝酸根离子的研究受到了人们的极大关注。研究表明，过氧亚硝酸根离子与人类的一系列疾病如炎症、缺血重灌损伤、败血症休克、动脉粥样硬化、糖尿病和神经退行性紊乱的发病机理密切相关。因此研究简便、灵敏、准确测定过氧亚硝酸根离子的方法是生命科学研究中的重要课题之一，对于深入研究各种疾病的病理及促进人体健康具有十分重要的意义。

近年来发展起来的检测方法主要有电化学、液相色谱、气质联用和化学发光法等。其中，荧光发光法因其高选择性、高灵敏性和简便易行等优点，在过氧亚硝酸根离子的检测中有着广阔的发展空间和应用前景。迄今为止已经报道的可用于检测识别过氧亚硝酸根离子的分子结构包括苯乙基酮结构(J.Am.Chem.Soc.,2006,128,6004-6005)、芳香邻二胺结构(J.Am.Chem.Soc.,2006,128,10640-10641,Chem.Eur.J.,2010,16,6464-6472)、有机硒/有机碲和芳氧基苯酚结构(J.Biol.Chem.,2003,278,3170-3175)等。基于以上分子设计方法，国内外科研工作者已经研究并报道了大量的基于不同化学反应类型的过氧亚硝酸根探针分子。然而，目前用来测定过氧亚硝酸根离子的化学传感器，大多数在实际应用中都存在一定的缺陷：发射波长较短，大部分小于500nm；易受其它活性氧/活性氮离子的干扰，尤其常见的是过氧化氢和次氯酸根离子；所需反应时间较长和化合物合成复杂；生物本体自荧光干扰严重等都限制了它们在实际生物体系检测中的应用。因此，继续探索能够满足过氧亚硝酸根离子检测所需的新型荧光探针分子是十分重要的。

基于硼酸盐的荧光分子已经被用于有效检测细胞内的过氧化氢。然而，最近的研究通过停留技术和高效液相色谱法发现，芳基硼酸盐与过氧亚硝酸根离子反应产生相应羟基衍生物的速度比与过氧化氢反应速率快6个数量级(Chem.Res.Toxicol,2012,25,1793-1799.)。我们期望这种与过氧亚硝酸根离子的快速反应可以使得芳基硼酸盐作为特异检测过氧亚硝酸根离子荧光探针的理想物质。近期的研究发现，基于蓝光芘发色团的硼酸盐荧光探针，相比其他活性氧，更易与过氧亚硝酸根离子反应。然而，这种芘-硼探针也会与过氧化氢，次氯酸根、次溴酸根在一定程度上反应，因此发展一种新型过氧亚硝酸根离子探针是非常必须的。我们设计合成了一种新型的苯并香豆素硼酸盐化合物，它可以高灵敏、高选择性检测活细胞中的过氧亚硝酸根离子。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种检测细胞内过氧亚硝酸根离子的荧光探针。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种检测细胞内过氧亚硝酸根离子的荧光探针的合成方法。