[发明专利]一种荧光分子探针和纳米探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种荧光分子探针和纳米探针及其制备方法和应用，该荧光探针分子含多苯基取代的咪唑环及季铵盐结构，其在水溶液中易自组装成无荧光的纳米材料，与白蛋白结合后会发生脱组装，探针分子进入白蛋白的疏水性空腔，与空腔中的部分氨基酸残基存在氢键和疏水作用，造成探针分子的旋转受到限制而产生荧光，通过检测该荧光的发射光强度可以反映白蛋白的含量，实现了白蛋白的定量检测，具有灵敏度高、抗干扰强等优点，特别适用于化学溶液体系、患者血液样品等中白蛋白的定量检测，对于痕量白蛋白的检测和患者血液中白蛋白的含量检测及其临床用药指导具有重要的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种荧光分子探针及纳米探针，特别涉及一种具有水溶性以及具有聚集诱导发射效应的荧光分子探针和荧光纳米探针，及它们的制备方法，特别还涉及到该荧光分子探针在白蛋白的检测方面的应用，属于化学分析、生物分析检测技术领域。

背景技术

人血清白蛋白(HSA)是人体血液中一种主要的蛋白，在维持血浆胶体渗透压，运输内源性和外源性分子包括许多药物起着关键的作用。研究证明，HSA在体液中的浓度与许多疾病包括癌症、类风湿性关节炎、心肌缺血和肝功能衰竭的进展密切相关(G.Fanali,A.diMasi,V.Trezza,M.Marino,M.Fasano,P.Ascenzi,Mol Aspects Med.2012,33,209；V.Arroyo,R.Garcia-Martinez,X.Salvatella,J.Hepatol.2014,61,396；C.-E.Ha,N.V.Bhagavan,BBA-Gen.Subjects 2013,1830,5486；J.Rozga,T.Piatek,P.Malkowski,Ann.Transpl.2013,18,205.)。人体中HSA的含量作为一个可靠的健康指标，其正常水平约为35–55g L^-1(527-828μmolL^-1)。血浆中低水平的白蛋白与肝硬化、慢性肝炎和肝衰密切相关。相反，尿液中过量的HSA存在，被公认为是诊断糖尿病、高血压、心血管疾病和肾脏疾病的一个指标。因此，高选择性、高灵敏度、准确的检测人体液中HSA的含量，尤其是血清中的含量，在临床诊断中具有重要的意义。

目前为止，包括染料结合荧光分析法，基于抗体(免疫组化)方法，以及质谱为基础的蛋白质组学技术，用于血液样品中白蛋白的定量检测。在众多的方法中，基于荧光的分析法由于其快速、灵敏、非破坏性和适用于高通量检测的优异特点，已被广泛的应用于不同样品中HAS含量的检测。但是，已经报道的荧光探针具有一些局限性，例如，一些探针在水溶液中溶解性差，使得它很难在生物系统中应用(X.Fan,Q.He,S.Sun,H.Li,Y.Pei,Y.Xu,Chem.Commun.2016,52,1178.)。另外，一些文献报道的探针检测白蛋白，是通过共价键与蛋白的巯基或者是氨基结合来实现的(P.Anees,S.Sreejith,A.Ajayaghosh,J.Am.Chem.Soc.2014,136,13233；M.Cieplak,K.Szwabinska,M.Sosnowska,B.K.C.Chandra,P.Borowicz,K.Noworyta,F.D’Souza,W.Kutner,Biosens.Bioelectron.2015,74,960.)。但是，这种不可逆的结合可能会导致蛋白的变性。此外，大部分检测白蛋白的荧光探针利用传统的有机染料分子作为荧光发射基团，这类分子在生理缓冲液中容易产生聚集，然而，聚集之后由于聚集体的激发态非辐射弛豫导致荧光淬灭。研究者们为了克服这一缺陷，不得不使用极稀的探针溶液和溶解度高的探针来用于蛋白的检测。然而，稀溶液的探针同样面临发射荧光弱、灵敏度差等问题。此外，即使在稀溶液中聚集导致淬灭的影响也无法完全避免，因为，在生物分析中荧光探针分子可能积聚在生物大分子和蛋白质的疏水腔的表面，导致荧光淬灭。因此，设计荧光探针具有完全水溶性，并且能够克服聚集诱导淬灭的缺陷来检测人血清白蛋白是非常关键的。

发明内容

针对现有检测血清蛋白的荧光探针的性能存在的不足，本发明的第一个目的是在于提供一种水溶性好，且同时具有聚集诱导效应的荧光分子探针。