[发明专利]一种检测水溶性环境中生物硫醇的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明属于有机小分子荧光探针技术领域，提供了一种检测水溶性环境中生物硫醇的荧光探针及其制备方法和应用，所述荧光探针分子式为C₃₂H₂₆N₃O₁₀S⁺，该探针化合物的名称为4‑(2‑羧基苯基)‑7‑(二乙氨基)‑2‑(4‑(((2,4‑二硝基苯基)磺酰基)氧基)苯基)苯并吡喃，简称PA‑SN，其结构式如下所示：。本发明的荧光探针制备方法简单。该探针荧光增强倍数较大、颜色变化明显，在水体系、有机溶剂体系和生物体中都能够高选择性地识别生物硫醇。该探针本身的荧光较弱，在有机体系中近乎无色，与生物硫醇作用后，溶液的荧光增强显著，颜色明显变化为紫色。对生物硫醇检测的选择性高，检测灵敏，现象明显。

技术领域

本发明属于有机小分子荧光探针技术领域，具体涉及一种检测水溶性环境中生物硫醇的荧光探针及其制备方法和应用，该荧光探针能够在水溶性、有机环境以及细胞环境中高效识别生物硫醇。

背景技术

生物硫醇如半胱氨酸(Cys)，高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)在生物系统中起关键作用，这些生物硫醇的异常水平与许多疾病有关。Cys缺乏症与许多综合征相关，例如儿童生长缓慢，毛发脱色，水肿，嗜睡，肝损伤，肌肉和脂肪损失，皮肤损伤和虚弱。GSH缺乏也涉及许多疾病，例如肝损伤，白细胞损失，癌症，艾滋病和神经退行性疾病。因此，快速，方便，选择性和灵敏地检测痕量的这些生物硫醇是非常重要的。

在各种检测方法中，荧光检测由于其简单，低成本，高灵敏度和在细胞内生物成像的巨大潜力而被证明是最方便的方法之一。因此，在过去十年中已经投入了大量努力来开发用于生物硫醇的荧光探针。这些探针大部分基于下述反应，有迈克尔加成，与醛的环化反应，裂解反应如硫醇对磺酰胺和磺酸酯的裂解，亲核取代，二硫化物交换反应等。这些发展极大地推动了生物硫醇光学检测的研究。然而，它们中的许多都具有长响应时间，低灵敏度，复杂的合成过程或需要短的UV光激发。此外，考虑到有机荧光探针本身及其检测后的产品是生物样品的潜在污染物，探针最好以低剂量使用，而且这些探针具有长响应时间（2小时）或低灵敏度，或者需要表面活性剂来检测检测过程。因此，仍然期望开发具有改善性质的新硫醇探针，用于标记和成像细胞生物硫醇变化的荧光探针具有揭示硫醇相关病理过程的巨大潜力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种检测水溶性环境中生物硫醇的荧光探针。该探针本身的荧光比较弱，加入到水溶液中几乎无色，当与生物硫醇作用后，溶液的荧光显著增强，颜色由无色变为紫色。

本发明还提供了上述荧光探针的制备方法，合成方法简单。本发明还提供了上述荧光探针在水体系中的光谱性质。

本发明的技术方案如下：一种检测水溶性环境中生物硫醇的荧光探针，所述荧光探针分子式为C₃₂H₂₆N₃O₁₀S⁺，该探针化合物的名称为4-(2-羧基苯基)-7-(二乙氨基)-2-(4-(((2,4-二硝基苯基)磺酰基)氧基)苯基)苯并吡喃，简称PA-SN，其结构式如下所示：。

制备所述的检测水溶性环境中生物硫醇的荧光探针的方法，步骤如下：

（1）将间N-二乙胺基氨基苯酚与邻苯二甲酸酐溶解于苯中，130℃反应12h，得白色固体；

（2）将步骤(1)所得白色固体与对羟基苯乙酮加入到甲磺酸的溶液中，于90℃反应8h，将固体用冰水和高氯酸处理后经过二氯甲烷萃取，最后经过柱层析分离后得到化合物1，其结构式如下：；

（3）将化合物1与2,4-二硝基苯磺酰氯在碱性环境三乙胺中，于常温反应16h后分离提纯得到荧光探针化合物。

步骤(1)中所述间N-二乙胺基氨基苯酚与邻苯二甲酸酐的摩尔比为1:1；每毫摩尔间N-二乙胺基氨基苯酚溶解于10-70 mL苯中。