[发明专利]一种开型过氧化氢荧光探针化合物的制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种开型过氧化氢荧光探针化合物及其制备与应用，属于荧光探针技术领域。

技术背景

过氧化氢是人体内活性氧物种中的一种，其可通过氧气的代谢及酶的催化而产生。适量含量的过氧化氢对免疫细胞的活化、细胞的生长和增殖具有促进作用，然而过量的过氧化氢可能会造成许多严重的疾病，例如，阿兹海默症、帕金森症、心脑血管疾病以及癌症等。因此，识别以及实时监测细胞内过氧化氢的含量具有十分重要的意义。

目前，生物体内过氧化氢探测及其含量的检测方法主要有电化学方法、元素分析质谱等方法。这些方法具有诸多劣势如下：样品准备过程复杂、检测过程对样品的损伤较大、难以进行实时的监测。与之对比，作为一种价格低廉的检测手段，荧光探针检测法由于其不仅具有灵敏度高、选择性好、响应速度快、能够进行实时可视化监测等优点，而且可在生物医学成像方面进行非破坏性检测，近几年来备受研究人员的关注。

在现有的荧光探针技术中，过氧化氢探针种类较少，选择性低，检测不够灵敏等问题。比如DCFH是检测体内ROS的探针，但它容易被空气中的氧气氧化，容易对过氧化氢的检测产生干扰，降低灵敏度。另外，由于过氧化氢时间短容易氧化分解，易与其它物质反应生成新的活性氧物种，因此对过氧化氢的检测本身就存在一定的难度，因此，设计一种响应时间短、灵敏度高、选择性强的探针具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种反应型过氧化氢荧光探针化合物，既可以检测水中的过氧化氢，还可以在生物体内识别和检测过氧化氢，此外，还可应用于深层活体组织成像。

本发明还提供所述反应型过氧化氢荧光探针化合物的制备方法与应用。

本发明的技术方案如下：

一种反应型过氧化氢荧光探针化合物，具有式I所示的结构：

。

本发明所述的过氧化氢荧光探针化合物的制备方法，包括如下步骤：

（1）将氰基联苯酚、无水氯化镁和多聚甲醛，以三乙胺为催化剂，无水乙腈为溶剂，在氮气保护下回流，得到化合物Ⅲ；

（2）上步制得的化合物Ⅲ溶于丙酮中，加入4-硼酯溴苄，以无水碳酸钾为催化剂，在50℃下搅拌过夜反应，得到化合物Ⅱ：

（3）上步制得的化合物Ⅱ和9,10菲醌,以乙酸铵为催化剂，在乙醇中回流得到最终的探针Ⅰ：

根据本发明，优选的，步骤（1）所述氰基联苯酚与无水氯化镁的摩尔比为1:1.5；

根据本发明，优选的，步骤（2）所述Ⅲ与4-硼酯溴苄的摩尔比为1:1.1；

根据本发明，优选的，步骤（3）所述Ⅱ与9,10菲醌的摩尔比为1:1；

根据本发明，优选的，步骤（1）、（2）全程在氮气保护下进行；

根据本发明，优选的，步骤（1）反应温度为80℃；

根据本发明，优选的，步骤（2）反应温度为50℃；

根据本发明，优选的，步骤（3）反应温度为75℃；

更为详细的，所述的反应型过氧化氢荧光探针化合物的制备方法，步骤如下：

(a) N₂保护下氛围中，将6.24g（约32mmol）的氰基联苯酚和4.56g（约48mmol）的无水MgCl₂于三口的圆底烧瓶中，加入16.32mL（约122mmol）三乙胺，然后加入80mL无水乙腈作溶剂，最后加入干燥的多聚甲醛12.3 g（约440 mmol）。该混合物加热到70^oC回流8个小时。反应完成后，冷却至室温，少量水进行淬灭。再加入大量的6M盐酸进行酸化，直到混合物由黄绿色变为白色。将上述粗产物用CH₂Cl₂进行萃取（3*50 mL），有机层用无水MgSO₄干燥，制样，柱色谱提纯。得到白色产物Ⅲ3.5g，产率约为50%。

(b) 取Ⅲ（0.1g, 0.45mmol），溴苄硼酯（0.133g, 0.45mmol）,K₂CO₃（0.62g，0.45mmol）10mL丙酮，50℃下回流过夜，旋干制样，柱色谱提纯，得白色产物Ⅱ0.134g，产率68%。

(c) 取9,10-菲醌（0.04g, 0.2mmol），乙酸铵（0.159g, 2mmol），溶于8mL乙醇中，加热片刻，再加入Ⅱ（0.288g，0.2mmol），冷却后，抽滤的固体产物Ⅰ0.098g，产率79%。