[发明专利]一种一氧化碳近红外荧光探针的制备和应用

说明书

本发明涉及了一种一氧化碳(CO)近红外荧光探针的制备和应用，该探针的结构式为：本发明提供了以苯并吡喃腈‑氧杂蒽染料、三乙胺、氯甲酸烯丙酯等为原料合成该荧光探针的制备方法；该荧光探针是一种具有近红外发射、斯托克位移大的一氧化碳荧光探针；首先，该荧光探针对CO表现出很高的灵敏度，荧光强度增强21倍；其次，该荧光探针对CO表现出很高的选择性，不受其他活性氧、活性氮、各种离子以及生物硫醇和氨基酸的干扰；并且，该荧光探针与CO作用迅速，响应时间在10min以内；此外，该荧光探针应用于活细胞内一氧化碳含量的检测。

技术领域

本发明属于荧光探针技术领域，具体涉及基于苯并吡喃腈-氧杂蒽染料的一氧化碳荧光探针的制备和应用。

背景技术

一氧化碳(CO)是一种无色无味的气体，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(L.K.Weaver,N.Engl.J.Med.2009,360,1217–1225)。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是一种有毒有害的物质。然而，大量的科学证据表明，一氧化碳像一氧化氮(NO)和硫化氢(H₂S)一样，在体内起着重要的气体传输剂的作用，并且在各种生理和病理过程中起着重要的作用(F.Wattel,R.Favory,S.Lancel,R.Neviere,D.Mathieu,Bull.Acad.Natl.Med.2006,190,1961–1975；L.Y.Wu,R.Wang,Pharmacol.Rev.2005,57,585–630)。此外，内源性CO浓度异常与多种疾病的发生发展密切相关，例如：阿尔茨海默氏病，高血压，炎症和心力衰竭等(D.R.Premkumar,M.A.Smith,P.L.Richey,R.B.petersen,R.Castellani,R.K.Kutty,J.Neurochem.1995,65,1399–1402；R.A.Schroeder,C.A.Ewing,J.V.Sitzmann,P.C.Kuo,Dig.Dis.Sci.2000,45,2405–2410；I.T.Lee,S.F.Luo,C.W.Lee,S.W.Wang,C.C.Lin,C.C.Chang,Am.J.Pathol.2009,175,519–532；V.S.Raju,N.Imai,C.S.Liang,J.Mol.Cell.Cardiol.1999,31,1581–1589.)。因此，开发一种方便可靠的实时检测生物系统中CO的方法显得非常重要。

CO的传统检测方法包括电化学法、气相色谱法和比色法，这些都不适合活细胞和活体中实时、动态观测CO。荧光方法因其具有操作简便、选择性好、灵敏度高、良好的膜通透性等诸多优点而备受关注(H.Kobayashi,M.Ogawa,R.Alford,P.L.Choyke,Y.Urano,Chem.Rev.2010,110,2620-2640；X.Li,X.Gao,W.Shi,H.Ma,Chem.Rev.2014,114,590–659.)。到目前为止，已经开发了一些检测CO的荧光探针，用于实时监测细胞或者活体内的CO的变化(W.Feng,D.Liu,Q.Zhai,G.Feng,Sens.Actuators B.2017,240,625–630；W.Feng,D.Liu,S.Feng,G.Feng,Anal.Chem.2016,88,10648–10653；S.Feng,D.Liu,W.Feng,G.Feng,Anal.Chem.2017,89,3754–3760；W.Feng,J.Hong,G.Feng,Sens.Actuators B.2017,251,389–395.)。但是，这些一氧化碳荧光探针仍然存在着一些缺点：荧光探针的发射波长短，斯托克位移小。这使得探针容易受到自身背景荧光的干扰，不利于深层组织和活体成像检测。因此，设计一种具有大的斯托克位移的近红外荧光探针是至关重要的。