[发明专利]一种一氧化碳荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种检测CO的双光子荧光探针，其结构式为：。本发明提供的探针，可灵敏的检测溶液尤其是细胞中CO的存在；在低浓度下即可与细胞中CO反应，抗多种活性氧、氨基酸及含巯基化合物的干扰。本发明的CO‑7荧光探针具有双光子性质，能够避免光漂白和光致毒现象；在生物分子检测领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种检测细胞内CO的子荧光探针及其应用，属于有机小分子荧光探针领域。

背景技术

一氧化碳(CO)是近几十年来经研究证实具有重要的生物信号传递分子之一，在生物体内它可以与氧气竞争性结合血红蛋白，从而阻碍氧气的正常运输。如果过量摄入外源性的一氧化碳可导致生物机体中一氧化碳中毒，因此一氧化碳曾长期被认为仅仅是一种有毒有害的物质，而体内是否真实的存在内源性一氧化碳，以及内源性一氧化碳是否具有生理作用却长期被人们所忽视。直到 1949 年，Sjostrand发现人体内可产生内源性一氧化碳；随后在 1987 年，Ullrich 和 Brune发现一氧化碳可以通过激活鸟苷酸环化酶(Ganylyl cyclase, GC)抑制血小板聚集。在此基础之上，Marks 等推测，内源性的一氧化碳在生物体内很可能具有一定的生理功能；1993 年，Verma 等采用原位杂交研究方法发现，结构型HO(HO-2) m RNA 广泛分布于大鼠的大脑组织中，并且与可溶性 GCm RNA 具有很高的共表达现象，从而研究证实了内源性的一氧化碳在机体内确实具有一定的生理作用。从此，一氧化碳被认为既是一种具有毒性作用的气体分子，又是一种具有特定生物学活性的气体信号分子。随着人们对一氧化碳在生物体内作用的研究逐渐深入，发现一氧化碳可作为重要的神经传递介质，参与了生物体内心血管调节、呼吸调节和体温调节等许多重要生物过程。因此发展用于生物样品中对生物活性分子一氧化碳有高灵敏、快速而又有高选择性的检测技术和方法。

目前，对于环境和生物样品中生物活性分子一氧化碳的分析，人们已发展多种实验方法，如电化学方法、比色法和红外激光吸收光谱法等。然而，鉴于一氧化碳分子化学性质“超级”稳定性，目前已经发展的基于生物活性分子一氧化碳荧光分析方法仍然屈指可数。虽然基于一氧化碳分析检测的荧光探针取得了一些进展，但是离实际应用的要求还存在一定的距离，如探针的灵敏度、长的吸收和发射波长等光谱性质方面还有待于进一步。因此研发能够识别一氧化碳的荧光探针是很有必要的。

发明内容

针对现有探针对一氧化碳反应时间长、激发波长短、Stokes位移小的问题，本发明提供一种反应灵敏、检测限低、特异性好、具有双光子性质的可检测细胞一氧化碳的荧光探针。

本发明的另一目的是提供一种简便地合成上述荧光探针的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种检测一氧化碳的荧光探针，简称CO-7，其结构式如式（I）所示：

式（I）。

一种上述荧光探针的合成方法，包括以下步骤：

将7-羟基香豆素与烯丙基酰氯在二氯甲烷中搅拌反应得终产物。

7-羟基香豆素与烯丙基酰氯的摩尔比为1:1-2。

反应温度为25℃，反应时间为12-20h。

合成方法中还包括对产物分离提纯的步骤：反应液减压蒸出溶剂，干燥后的固体过硅胶柱层析，淋洗剂为二氯甲烷/石油醚（V/V=5:1）。

合成路线如下：

。

一种上述荧光探针用于单光子或双光子荧光检测溶液和细胞中CO含量的应用。

本发明中荧光探针的识别机理如下：