[发明专利]一种检测SO2

说明书

本发明提供了一种检测二氧化硫的荧光探针，其化学结构式为：。本发明的荧光探针易于制备，成本低廉，且具有高特异性，可快速检测溶液及生物体内的SO₂，且在检测过程不会受其他组分的干扰，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种检测细胞内SO₂的比率型荧光探针及其应用。

背景技术

二氧化硫（SO₂）作为重要的生物物种，主要通过谷胱甘肽和半胱氨酸等含硫醇的氨基酸代谢产生。作为独特的抗氧化剂，SO₂积极参与氧化还原状态的调节，并且被广泛应用于抗微生物剂、酶抑制剂以及食品和制药行业中的防腐剂和抗氧化剂。据研究表明，SO₂可以通过上调NO/ cGMP信号通路引起血管舒张，同时在心血管系统中起信使作用。但SO₂或其衍生物的过量摄入会导致神经系统疾病（例如脑癌，中风，偏头痛等）以及呼吸系统疾病（例如哮喘，慢性支气管炎，肺气肿等）。线粒体作为主要的能量产生细胞器，在细胞损伤和应激的适应性免疫反应中起着关键作用，并且催化L-半胱氨酸产生内源性SO₂的天冬氨酸转氨酶2（AAT-2）主要在细胞的线粒体中组成性表达。然而，关于线粒体SO₂及其衍生物对细胞的潜在影响及生理特性尚不明确。因此，开发出有效监测细胞内线粒体SO₂及其衍生物的方法对医学诊断和生物学研究具有重要意义。

迄今为止，已经开发出了多种分析SO₂及其衍生物的方法，包括高效液相色谱（HPLC），毛细管电泳，压电传感器以及分光光度法。但这些方法操作比较复杂且不能实现对样品的无损检测和原位检测。与其他技术相比，小分子荧光探针由于其高的时空分辨率以及实时和非侵入性检测等优势而被认为是一种有力的检测工具。值得注意的是，比率型荧光探针由于其从不同的通道输出荧光信号，不易受外界环境干扰而引起了更多关注。目前已经报道了许多用于检测SO₂的荧光探针，反应机理主要基于醛/酮的亲核加成或乙酰丙酸酯的裂解。然而这类探针由于容易受到其他生物硫醇的干扰而存在局限性。因此激发我们开发一种新型的，具有高选择性和线粒体靶向性的比率型荧光探针。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种检测二氧化硫的荧光探针，响应速度快、抗干扰能力强，并且能够定位线粒体。

本发明的另一目的是提供一种上述荧光探针在检测溶液中或生物细胞内检测硫酸根的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种检测二氧化硫的荧光探针，简称MNP，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）将4-溴-1,8-萘二甲酸酐和β-氨基丙酸于溶剂中加热回流反应，分离纯化产物，得到化合物1：；

（2）化合物1和N-羟基邻苯二甲酰亚胺在碱性条件下在溶剂中加热回流并搅拌，反应结束后将反应混合液倒入冷水中，用酸调pH至沉淀析出，将沉淀分离并纯化，得到化合物2：；

（3）在保护气氛下，将化合物2和4-哌嗪基苯乙酮在EDC、HOBT和DIEA存在下于2 mL DMF中反应，将反应产物浓缩并纯化，得到化合物3：；

（4）将化合物3和4-二乙氨基水杨醛在浓硫酸中加热搅拌反应，将反应混合液倒入冷水中，用酸调pH至沉淀析出，将沉淀分离并纯化，得荧光探针。

步骤（2）和（3）中，所述纯化步骤为：用体积比为20:1的CH₂Cl₂:CH₃OH为淋洗液过硅胶柱。