[发明专利]用于识别谷胱甘肽的近红外荧光探针及其制备和应用

说明书

本发明属于生物荧光分析技术领域，公开了一种用于识别谷胱甘肽的近红外荧光探针及其制备和应用，其中探针包括如下化学结构式所示的结构；式中，R₁、R₂独立的选自卤素原子、(CH₂)_nR₃、(CH₂)_mOR₄、NO₂、CN、NH₂、CONHNH₂、COOR₅或(CH₂CH₂O)_pR₆。本发明通过对探针关键的化学结构设计进行改进，将希夫碱结构作为识别基团，将半花菁结构作为荧光团，利用新的识别基团能够特异性的与谷胱甘肽反应，避免半胱氨酸和同型半胱氨酸的干扰，得到的关开型的近红外荧光探针，能够更加灵敏的对生物样品中的谷胱甘肽进行定量检测。

技术领域

本发明属于生物荧光分析技术领域，更具体地，涉及一种用于识别谷胱甘肽的近红外荧光探针及其制备和应用，该近红外荧光探针是种关开型近红外荧光探针，采用新的识别基团特异性识别谷胱甘肽，能够快速识别谷胱甘肽，可检测在水溶液、活细胞和小鼠中的谷胱甘肽。

背景技术

细胞内生物硫醇(Intracellular biothiols)主要包括还原型谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)等。它们在许多生物学过程中起着重要作用。值得注意的是，谷胱甘肽广泛分布于生物体内，可作为细胞内生物硫醇的生物标志物。据文献报道，谷胱甘肽(GSH)在生理过程中能提高机体的免疫力和抗衰老能力，是一种很好的生理抗氧化剂。然而，异常的谷胱甘肽水平与艾滋病、肝损伤、癌症、白细胞丢失等多种疾病有关。

目前，检测GSH的传统方法主要是基于电化学或吸光度的检测，依赖于HighPerformance Liquid Chromatography(HPLC)、Gas Chromatography and MassSpectrometry(GC-MS)等测试手段。但这些方法存在复杂的样品前处理过程，对细胞和组织伤害较大。对于检测生物体内GSH含量，不同文献报道GSH的浓度数值差了3个数量级。因此，为了更好地理解GSH在细胞过程和相关疾病的病理学中的作用，需要准确和可靠地测量生物样品中的GSH浓度。

由于荧光探针具有高选择性、特异性以及良好的生物相容性，越来越多的被用于生物系统中小分子的实时检测。目前已存在的用于GSH成像的探针的识别基团都是含有磺酸酯结构，它可以与生物系统中半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、谷胱甘肽(GSH)三者结构中的巯基进行反应，产生荧光响应，因此在特异性方面存在不足，无法选择性识别谷胱甘肽，从而检测生物体内GSH的含量。

基于GSH重要的生物学意义，发展一种理想的关开型近红外荧光探针检测内源性的GSH是十分有必要的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，尤其是现有技术中的探针在检测谷胱甘肽选择性以及灵敏性方面的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于识别谷胱甘肽的近红外荧光探针及其制备和应用，其中通过对探针关键的化学结构设计进行改进，将希夫碱结构作为识别基团，将半花菁结构作为荧光团，利用新的识别基团能够特异性的与谷胱甘肽反应，避免半胱氨酸和同型半胱氨酸的干扰，得到的关开型的近红外荧光探针，能够更加灵敏的对生物样品中的谷胱甘肽进行定量检测。并且，本发明还通过对制备方法的整体流程工艺设计等进行控制，经过4步反应得到关开型近红外荧光探针HCG，制备工艺简单，操作步骤少，可操作性强。本发明中的探针尤其可用于对内源性谷胱甘肽的检测，实现例如对细胞内谷胱甘肽产生途径的探索等。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于识别谷胱甘肽的近红外荧光探针，其特征在于，包括如下化学结构式所示的结构：