[发明专利]一种turn-on型二氧化硫荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了检测细胞和组织中的二氧化硫的荧光探针，所述荧光探针CY，其化学结构式如下。本发明还公开了所述该荧光探针在检测环境和生物样本中的二氧化硫的应用。本发明的探针随二氧化硫含量的增加荧光强度显著增强，利用本发明的探针通过荧光成像技术检测细胞内二氧化硫的含量。。

技术领域

本发明涉及一种检测细胞中的二氧化硫的荧光探针及其应用，属于有机小分子荧光探针领域。

背景技术

二氧化硫是大气中数量最大的有毒气体,是一种全球性的常见而且严重的大气污染物,是造成全球范围内“酸雨”的主要原因。其主要来源为燃煤发电厂、有色金属冶炼厂和硫酸厂。二氧化硫的主要毒害是对人的呼吸道产生刺激作用和腐蚀作用。通过对长期接触高浓度二氧化硫的人员进行调查,发现慢性鼻炎的患病率较高,主要表现为鼻粘膜肥厚或萎缩,鼻甲肥大,或嗅觉迟钝等还可能与一些呼吸系统疾病例如气管炎、支气管炎、哮喘、肺气肿等的发生相关。二氧化硫还可被人体吸收进入血液,对全身产生毒性作用,它能破坏酶的活力,影响人体新陈代谢,对肝脏造成一定的损害。另外,研究发现,内源性二氧化硫与某些心血管疾病密切相关,在心血管系统中就存在生成二氧化硫系统,并且内源性二氧化硫的水平在心血管系统的生理,病理的调节方面发挥着重要关系。小分子有机荧光探针是一种将分子间的相互作用转换为光学信号传递给外界的工具。因其具有高选择性,高的检测灵敏度、并能实时在线检测等优点而备受关注。被广泛用于生物医学、环境科学等领域。它与特定目标分析物发生作用后,荧光信号会发生变化,以达到检测目的。

发明内容

目前针对二氧化硫识别的小分子荧光探针报道的并不多，尤其是快速识别生物样本中的二氧化硫的荧光探针更是少之又少。因此,我们设计了一种线粒体靶向的Turn-On型二氧化硫荧光探针，从而实现对二氧化硫的特异性检测，并提供该探针的制备方法和应用。

一种检测二氧化硫的双光子荧光探针CY，其特征在于，分子式为：C₂₈H₂₀Cl₁N₂O₂，具体结构如下：。

上述化合物CY的具体制备方法：反应容器中，，加入3.05 g（Z）-3-氯-3-（7-（二乙基氨基）-2-氧代-2H-色烯-3-基）丙烯醛（1） ，3.01 g 2,3,3-三甲基吲哚季氨盐（2） ，2 μL哌啶（3）再加入乙醇，回流7个小时反应生成化合物CY，具体反应方程式如下：。

上述的化合物CY通过荧光增强的方式检测二氧化硫。

尤其的，能应用于检测环境和生物样品中的二氧化硫浓度。

具体的，使用CY与二氧化硫结合，通过荧光成像技术检测细胞中的线粒体与组织中的二氧化硫，用于评价和研究细胞内的二氧化硫的生理功能；所述的反应体系激发波长420nm，发射波长为490nm。

本发明所述检测二氧化硫的双光子荧光探针CY本身没有荧光，当探针与二氧化硫分子作用后，化合物CY与二氧化硫发生迈克尔加成反应生成7-羟基-8-甲酰基-3-乙酯基香豆素（1），生成的CY-SO2具有强烈的发射荧光。

识别机理如下：

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有益效果

响应速度极快，本发明50s即可完成与二氧化硫反应，检测出荧光，通过荧光成像技术得到生物样品内二氧化硫的实时聚集状态，对评价和研究生物样本中的细胞内的二氧化硫的生理功能具有重要意义。

该结果及其现象为生物学成像应用奠定了理论基础，预示其在激光激发荧光生物标记领域具有潜在的应用价值。相应的，利用本发明的探针通过荧光成像技术检测二氧化硫可于评价和研究细胞内二氧化硫的含量和生理功能，对研究获得生物样品中二氧化硫的生理功能有潜在的应用价值。

附图说明