[发明专利]一种具有AIE效应的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明属于荧光探针领域，尤其涉及一种具有AIE效应的荧光探针及其制备方法和应用。本发明提供了一种具有AIE效应的荧光探针，实验结果表明该具有AIE效应的荧光探针可以灵敏检测生物巯基分子，对半胱氨酸(Cys)和高半胱氨酸(Hcy)有强的荧光响应，但却对谷胱甘肽(GSH)无响应，解决了生物巯基化合物中GSH、Cys和Hcy因其结构的相似性往往难以用现有的荧光探针区分的问题。并且，本发明具有AIE效应的荧光探针能够解决探针因水溶性差而产生的ACQ效应。

技术领域

本发明属于荧光探针领域，尤其涉及一种具有AIE效应的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

生物巯基，包括谷胱甘肽(glutathione，GSH)、半胱氨酸(cysteine，Cys)和高半胱氨酸(Homocysteine，Hcy)，在许多生理过程如调节氧化还原平衡、解毒、调节代谢酶和辅因子的活性位点中起着关键作用。但如何高效快速地检测生物体体内巯基化合物是化学、生物领域函待解决的重大问题。

生物巯基化合物GSH、Cys和Hcy在生物体内发挥着不同的作用，例如，缺乏半胱氨酸可导致嗜睡、生长缓慢、肝脏损伤，高半胱氨酸水平过高可能会诱发阿尔兹海默病、心血管疾病和冠心病等。作为细胞中许多化学物质的前体，谷胱甘肽也是必不可少的。GSH水平的不平衡与癌症、衰老、心血管疾病、神经退行性疾病和其他疾病有很大的关联。然而，三种化合物因其结构的相似性往往难以用现有的荧光探针区分。

此外，目前生物巯基氨基酸的检测存在成本高、选择性差、灵敏度低、抗光漂白性差、生物毒性高和具有聚集诱导淬灭(aggregation-caused quenching,ACQ)效应等缺陷。

发明内容

本发明提供了一种具有AIE效应的荧光探针，用于解决生物巯基化合物GSH、Cys和Hcy因其结构的相似性往往难以用现有的荧光探针区分，并且生物巯基氨基酸的检测存在选择性差、灵敏度低、抗光漂白性差、生物毒性高和具有ACQ效应的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种具有AIE效应的荧光探针，具有式(Ⅰ)所示结构；

更优选的，式(Ⅰ)所示结构包括式(Ⅳ)所示结构和式(Ⅴ)所示结构；

式(Ⅳ)为TPEP-6-NH-MA，式(Ⅴ)为TPEP-8-NH-MA。

四苯乙烯(tetraphenylethene，TPE)具有能自由旋转的外围苯环的螺旋桨形结构,是一种典型的AIE荧光发光团,其衍生物具有发光性能优良、官能团容易修饰等优点。

本发明还提供了一种上述技术方案所述荧光探针的制备方法，包括：

将马来酸酐、式(Ⅱ)所示结构的化合物进行亲核取代反应，得到式(Ⅰ)结构的荧光探针；

优选的，所述亲核取代反应的反应条件为加热回流；

所述亲核取代反应的反应时间为10～12h。

更优选的，将马来酸酐、式(Ⅱ)所示结构的化合物进行亲核取代反应，得到式(Ⅰ)结构的荧光探针具体为：

将马来酸酐、式(Ⅱ)所示结构的化合物溶于冰醋酸后，加热回流10～12h，得到式(Ⅰ)结构的荧光探针。

优选的，所述式(Ⅱ)结构的化合物按照以下方法制备得到：

将式(Ⅲ)所示结构的化合物溶于溶剂中，加入催化剂后，缓慢滴加水合肼进行还原反应，得到式(Ⅱ)结构的化合物；

优选的，所述还原反应的催化剂为Pd/C催化剂。