[发明专利]一种用于生物硫醇检测的ESIPT型荧光探针及应用

说明书

本发明公布了一种用于生物硫醇检测的ESIPT型荧光探针，为2‑（4‑（2，4‑二硝基苯基磺酰氧基）‑3‑甲酰基苯基）‑4‑甲基噻唑‑5‑羧酸乙酯；其中2，4‑二硝基苯磺酰基作为识别基团，2‑（3‑甲酰基‑4‑羟基苯基）‑4‑甲基噻唑‑2‑甲酸乙酯为信息报告基团。ESIPT型荧光探针制备方法简单，可简单迅速进入细胞中并与细胞内生物硫醇特异性结合，使其有明显的荧光增强效应，可肉眼分辨，其对常见生物分子的抗干扰能力很强，具有十分高效的选择性，可通过紫外吸收和荧光分光光度法进行分析。ESIPT荧光探针稳定性好，能够长期保存使用，适用于各种活细胞的生长环境，可实现对细胞内微量生物硫醇高灵敏度的检测，并且能够应用于细胞和活体成像，具有非常重要的应用价值。

技术领域

本发明属于有机小分子荧光探针领域，涉及一种以苯基噻唑为荧光母体的荧光探针，尤其涉及以2-（3-甲酰基-4-羟基苯基）-4-甲基噻唑-2-甲酸乙酯为荧光母体的生物巯基的荧光探针及其应用。

背景技术

半胱氨酸（Cys），同型半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）是细胞中非常重要的三种巯基氨基酸，也称生物硫醇。半胱氨酸（Cys）在细胞内的含量为30-200 μM，同型半胱氨酸（Hcy）为5.0-13.9 μM和谷胱甘肽（GSH）为1-10 mM。他们在生物系统的分子和生理过程中起关键作用。例如保持氨基硫醇的稳态，生物催化，金属结合，翻译后修饰和异种生物的解毒。最近这些生物素受到很多研究的关注。氨基硫醇水平的变化与各种疾病有关。Cys与神经毒性，儿童生长缓慢，肝损伤，脂肪减少，皮肤损伤和肌肉无力密切相关。Hcy缺乏导致炎症性肠病，阿尔茨海默病和骨质疏松症的风险。GSH也与癌症，帕金森病和阿尔茨海默病等疾病直接相关。由于其重要的生物学作用，发展一种快速、灵敏、简便的检测生物硫醇的方法对于学术研究和潜在的疾病诊断非常重要。

检测生物硫醇的传统方法有高效液相色谱法、质谱法、气相色谱法及电化学方法等。而这些方法普遍存在操作复杂、仪器昂贵、检测时间长等缺点。但荧光探针由于其具有高灵敏度、操作简单、检测时间短、低成本，以及能够实现对细胞和活体的实时可视化示踪的优点，被广泛应用于生物硫醇的检测。近年来，一些反应型硫醇探针相继被报道，但荧光母体大都采用香豆素类、BODIPY、丹磺酰氮丙啶类等探针，这些探针由于本身具有较强的荧光，用于活细胞成像时会造成较低的信噪比，很少能够用于在斑马鱼体内进行荧光成像。因此，开发出能够用于检测活细胞和活体中生物硫醇的荧光探针成为亟待解决的问题。

激发式分子内质子转移（ESIPT）的荧光染料由于其高选择性，高灵敏度，低检测限，易于使用以及用荧光探针进行生物成像的巨大潜力，因此荧光检测更为理想。在不同类型的荧光探针的开发中，比率荧光探针由于来自两个不同波长的发射强度的比率而引起越来越多的关注，这可以提供环境效应的内在校正并增加荧光测量的动态范围。并且由于超快反应速率和极大荧光斯托克斯位移等显着特性的优点，ESIPT化合物在光学领域的潜在应用引起了人们的关注。但利用其检测生物硫醇报道较少。

鉴于此，ESIPT化合物作为检测生物硫醇的荧光母体结构，同时利用2，4-二硝基苯磺酰基修饰ESIPT化合物，降低自身的荧光，借此提高信噪比，有望开发出能够检测活性生物体中的生物硫醇并可以应用于活体荧光成像的新型荧光探针。

发明内容

为了提高活细胞和活体成像的信噪比，进一步开发ESIPT染料类探针，实现在各种干扰下对溶液中、活细胞和斑马鱼体内的生物巯基的检测，本发明提供一种用于生物硫醇检测的ESIPT型荧光探针。

一种用于生物硫醇检测的ESIPT型荧光探针为2-（4-（2，4-二硝基苯基磺酰氧基）-3-甲酰基苯基）-4-甲基噻唑-5-羧酸乙酯(NL-S)；

其中2，4-二硝基苯磺酰基作为识别基团，2-（3-甲酰基-4-羟基苯基）-4-甲基噻唑-2-甲酸乙酯为信息报告基团；

式（І）为所述ESIPT型荧光探针的化学结构式。