[发明专利]氧化还原状态检测探针及其应用

说明书

本发明公开了氧化还原状态检测探针及其应用，所述探针包括茶碱乙醛。本发明设计的探针参与氧还能力评价反应，该反应以茶碱乙醛作为底物、可经醛歧化酶及氧还电子传递对作用，同时生成氧化与还原型稳定终代谢物茶碱乙酸和羟乙基茶碱。由于两个终产物之间、终产物与底物之间均不产生可逆反应变换，因此，利用不同底物浓度、与不同反应时间的组合可最终测定出反应样本中存在多少氧还的总量及氧还对的比值，计算氧还状态。与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明所述氧化还原状态检测探针克服了测定处理条件、氧化或酶解等对检测结果的影响，能够稳定、高效的发挥测定作用；(2)本发明所述探针，方式简便、快速高效的完成氧化还原状态的检测。

技术领域

本发明属于生物化学技术领域，涉及一种应用于体内或体外检测机体的氧化还原状态的探针，具体为氧化还原状态检测探针及其应用。

背景技术

氧化还原是生命代谢的基本过程，电子转移、传递及其反应过程驱动着所有的细胞能量及物质代谢。在能量代谢中，ATP合成依赖于底物电子转移及传递的级联反应；在物质代谢中(如碳水化合物，氨基酸，脂肪酸和核酸合成过程中)，电子转移与传递是生物物质合成代谢途径的基本组成部分。在上述代谢中，活性氧、活性氮和活性硫及其系列衍生物等氧还物质均参与其中，发挥着至关重要的生理作用，如翻译后蛋白质修饰，细胞信号传导途径和免疫应答等。但这些氧还物质一旦过剩将导致异常，过量的氧还物损害细胞、直接破坏细胞的主要成分如脂质、蛋白质和核酸等，导致对细胞和组织的伤害，引发疾病的病理过程。这些氧还对既可以定义为具体的电子传递分子，也可以定义为整体的氧还状态环境。因此，维系氧还对稳态及其环境的平衡对所有细胞发挥正常的代谢功能、保持健康均至关重要。

传统上，氧还对值与氧还对总量两个概念来定量定义氧化还原状态。根据上述概念，相应地测定方法有直接对氧还对成分的测定法、氧还电位和还原能力测定法。氧还对直接测定法包括两种方法：基于酶偶联和质谱(MS)的替代底物含量及比值的测定法。

1、基于偶联的酶促底物和产物的比率来估计氧化还原比率是常用方法。例如，乳酸脱氢酶(LDH)催化丙酮酸可逆还原为乳酸，同时伴随[NADH]与[NAD+]之间的相互转换。丙酮酸和乳酸均较[NAD+]/[NADH]对更易于生化测定，因此，丙酮酸/乳酸比率可作为NAD+/NADH比率的替代指标。但在这个反应中，丙酮酸与乳酸之间是可以相互转换的，不是稳定的终产物，因此，反应易于受到测定处理条件的干扰。

2、质谱(MS)法来直接测量这些氧化还原对成分，对于互换型与非互换型电子传递对都是适合的。由于氧化还原对的不稳定性，在整个测试及其前处理中，必须格外小心注意防止这氧化还原对的氧化或酶降解作用，因此，误差很大。

3、氧化还原状态及环境的测试也可以根据能斯特方程(the Nernst equation)、用半电池还原电位和氧化还原对的还原容量测定，是一种相对比较方法，例如，线粒体基质的GSSG/GSH的稳态氧化还原电势约为-280mV，细胞质的氧还势(-200mV)，稍高，内质网的氧还势为-190mV相对最高。该方法的主要缺陷是对样本有结构完整的要求，因此，样本处置中要极为小心，不可破坏其结构完整性。

发明内容

解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，依据总当量、氧还对比值及定量计算氧还势的原理，设计并筛选出以茶碱乙醛为底物探针的醛歧化反应，获得相关，同时克服测定处理条件、氧化或酶解、及反应中对检测结果的多种干扰与影响，鉴于此，本发明公开了氧化还原状态检测探针及其应用。

技术方案：氧化还原状态检测探针，所述探针包括茶碱乙醛。茶碱乙醛的结构式如下：

优选的，所述探针包括茶碱乙醛水合物和/或多索茶碱。茶碱乙醛水合物和多索茶碱的结构式为：