[发明专利]一种区分Cys和GSH/H2S的近红外发射荧光探针及其应用

说明书

一种区分Cys和GSH/H₂S的近红外发射荧光探针，其结构式为：。本发明的探针能够利用不同的荧光发射模式来区分Cys和GSH/H₂S，并将其应用在细胞、斑马鱼和裸鼠的硫醇检测成像中。本发明的探针合成步骤简单、成本低。本发明的探针能够在Cys和GSH/H₂S的检测中发挥重要作用。

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种区分Cys和GSH/ H₂S的荧光探针及其应用。

背景技术

生物硫醇如硫化氢(H₂S)和半胱氨酸(Cys)、谷胱甘肽(GSH)都属于不可或缺的存在于生命系统的活性硫物种(RSS)，因为他们在人类各种各样的生理和病理过程中扮演重要的角色。例如：细胞内氧化应激的规则，信号的传输，以及维持细胞的正常生长和新陈代谢。这些生物硫醇的异常值可能导致许多健康障碍。硫化氢(H₂S)作为最简单的生物硫醇，也被认为是活体动物体内的第三种气体信号分子。许多疾病如唐氏综合症、阿尔茨海默氏症、肝硬化、高血压和糖尿病都与生活系统中异常水平的H₂S密切相关。半胱氨酸(Cys)异常可导致生长缓慢、肝损伤、水肿、皮肤损伤、嗜睡、肌肉和脂肪减少。谷胱甘肽(GSH)是心血管疾病、阿尔茨海默病和癌症的危险因素。因此，对这些生物硫醇的鉴别具有重要意义和应用价值。

对于传统的生物硫醇检测方法如高效液相色谱法、电化学检测法、质谱法、毛细管电泳法等已有报道，但它们也同时由于存在着成本高、复杂难懂、破坏组织或细胞、操作繁琐等众多缺点的原因而限制了这些方法的实际应用。荧光检测技术是各种检测技术中重要的一种检测方法，这主要是由于荧光探针具有操作简单、选择性和灵敏度高、检测限低、实时、无损、细胞内检测等特点。在许多检测生物硫醇的光学探针中，有的只用于检测一种生物硫醇(Cys、H₂S或GSH)，而没有对它们进行区分，然而，有些探针可以达到区分的目的，但由于其发射波长较短，不能在生物体内应用。因此，设计荧光探针对长发射波长生物硫醇的鉴别具有重要意义。

发明内容

针对目前检测生物硫醇探针不能用于生物体的问题，本发明提供一种区分Cys和GSH/ H₂S的近红外发射荧光探针，能够检测细胞、斑马鱼以及裸鼠内源性及外源性硫醇。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种区分Cys和GSH/ H₂S的近红外发射荧光探针，其化学名称为9-（二乙基氨基）-3-（（7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑-4-基）氧基）-5H-苯并[a]吩恶嗪-5-酮，简称为NN，其化学结构式如式（I）所示：

式（I）。

上述荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

（1）在0-5℃下，3-(二乙基氨基)苯酚与NaNO₂在浓硫酸存在下反应，产物以4mol/L的HCl溶液洗涤，抽滤干燥后获得黄色粉末状化合物1：；

（2）N₂气保护下，化合物1和1,7-二羟基萘在DMF中回流反应，反应结束后旋干溶液，得到粗产物，再用乙醚和甲醇冲洗粗产物，提纯得化合物2：，即Nile-OH；

（3）4-氯-7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑加入化合物2和三乙胺的二氯甲烷溶液，在N₂气保护下室温反应，反应结束后旋干溶液并提纯得到探针。

步骤（2）中，提纯步骤为粗产物以体积比为50:1:5的二氯甲烷：甲醇：冰醋酸为淋洗液过硅胶柱。

步骤（3）中，提纯步骤为粗产物以二氯甲烷为淋洗液过硅胶柱。