[发明专利]一种线粒体靶向的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种线粒体靶向的双信号turn‑on的甲醛荧光纳米探针的制备方法及应用，是一种基于荧光能量共振转移以及自组装共同作用下的甲醛荧光纳米探针。该纳米探针在水中几乎没有荧光，与甲醛反应后得到两个自由的荧光物质，从而实现双turn‑on的效果，从而提高了检测结果的准确性。纳米探针对甲醛具有很好的专一性。共聚焦荧光显微镜成像实验很好地证明了纳米探针能够渗透细胞膜进入细胞的线粒体中，且能够在细胞中检测甲醛浓度的变化，为研究甲醛在细胞线粒体的代谢机制提供了新的工具，在生物领域具有很好的前景。

技术领域

本发明涉及一种线粒体靶向的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针及其制备方法与应用。

背景技术

1、活性碳簇是一类具有一个或多个羰基的化合物，在人类生理过程起到关键的作用。甲醛作为一种公认的致癌物质，是活性碳簇中最小的分子。一方面，甲醛可来源于工业生产、建筑材料、皮革、燃料，甚至是食物。另一方面，甲醛来源于细胞内氧化酶和去甲基酶产生的内源性代谢物，在正常的细胞的甲醛浓度就可达到0.4mM左右。体内过高的甲醛能够引起神经退行性疾病、阿兹海默病和各种癌症等等。现阶段的甲醛检测方法大多不能实时监测细胞内的甲醛浓度，因此，发展一种新的能够检测细胞内的甲醛是十分必要的。

2、线粒体是一种由两层膜的存在于大多数细胞中细胞器，是细胞的供能中心。有研究表明，线粒体中具有醛脱氢酶2——一种能够降解甲醛生成甲酸的酶。同时，过量的甲醛会降低线粒体膜电势从而影响线粒体功能。目前，还没有相关文献研究线粒体的甲醛浓度，因此，急需开发靶向细胞内线粒体的甲醛探针。

3、荧光探针由于其高灵敏度、实时检测等优点而受到关注，但是现在的绝大部分的探针在检测被分析物时只具备单信号turn-on输出的特征，然而单个信号容易受到外环境的影响而不能准确的检测结果。本发明目的在于开发一个双信号turn-on输出的甲醛荧光纳米探针，也就是，该探针被用于检测甲醛时，我们可以选择两个不同的激发光进行激发从而得到两个对应的turn-on发射信号。

发明内容

本发明目的是提供一种线粒体靶向的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针。

本发明第二个目是提供一种线粒体靶向的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针制备方法。

本发明第三个目是提供一种线粒体靶向的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针的应用。

本发明为实现上述目的采用以下技术方案：

一种荧光纳米探针，其特征在于，所述荧光纳米探针由化合物(I)

在水中自组装而制得：

所述化合物(I)结构式为：

一种所述的荧光纳米探针的制备方法，所述制备方法为：

对羟基苯甲醛与3-溴丙炔在碱性条件下发生亲核取代反应，生成化合物(II)；化合物(II)与氨甲醇溶液生成席夫碱化合物，随后与丙烯基硼酸邻二叔醇酯发生取代反应生成化合物(III)；化合物(III)与化合物(IV)在酸性条件下，生成席夫碱中间产物，其碳氮双键被还原剂三乙酰氧基硼氢化钠还原生成化合物(V)；化合物(VI)与3-叠氮丙胺发生酰胺反应生成化合物(VII)；最后，将化合物(V)与化合物(VII)在一价铜的催化下，生成化合物(I)；再将化合物(I)溶于DMSO作为母液，用超纯水或PBS缓冲液或细胞培养液稀释，超声数分钟，然后剧烈震荡，化合物(I)自组装得到所述荧光纳米探针；

所述荧光纳米探针反应路线如下：

更进一步，本发明所述制备方法具体为：