[发明专利]一种检测二氧化硫衍生物的比率荧光探针及其应用

说明书

本发明公开了一种检测二氧化硫衍生物的比率荧光探针是由能量供体3‑(吡啶‑4‑基)‑6‑(N,N‑二乙基)‑香豆素、能量受体(E)‑2‑(3‑氰基‑4‑(4‑(二取代氨基)苯乙烯基)‑5,5‑二甲基呋喃‑2(5H)‑亚基)丙二腈和链接基团乙酰基哌嗪构成；其化学结构如式(I)所示。本发明的探针可以选择性地检测HSO₃^‑/SO₃^2‑，随着HSO₃^‑/SO₃^2‑浓度的增加，其荧光发射强度在568nm处逐渐增强，在648nm处逐渐减弱；两个荧光发射峰的比值(I₅₆₈/I₆₄₈)与HSO₃^‑/SO₃^2‑浓度在一定范围内具有线性关系。此外，本发明的探针具有线粒体靶向性，实现了细胞内源性和外源性HSO₃^‑/SO₃^2‑的检测，在工业检测和生物检测领域具有可观的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种比率荧光探针及其应用，尤其涉及一种基于荧光共振能量转移机理的检测二氧化硫衍生物的比率荧光探针及其应用；属于有机小分子荧光探针领域。

背景技术

生物内源性的二氧化硫衍生物通常由细胞质和线粒体中的硫化氢氧化过程或含硫氨基酸的酶促反应中产生，它是一种非常重要的生物气体信号分子。生物体内的二氧化硫衍生物以HSO₃^-/SO₃^2-的形式存在，能够参与血压调节，新陈代谢等多种重要的生理活动。另一方面，人体过度吸入二氧化硫衍生物会造成呼吸系统疾病、过敏反应等不良生理反应。人体内的二氧化硫衍生物超标则与某些疾病密切相关，如：阿兹海默症、肝癌、哮喘、代谢紊乱、心血管类疾病等。但是，二氧化硫衍生物产生过程的生理和病理学研究仍然存在着尚不清楚的问题。因此，发展生物体内二氧化硫衍生物成像技术，实现实时、原位检测细胞内二氧化硫衍生物的浓度分布具有重要的意义。

二氧化硫衍生物荧光探针比传统的检测方法具有高选择性、超灵敏性、低生物毒性及高生物兼容性等优点，吸引了科学家的广泛关注[Y.Yue et al,Chem.Soc.Rev.,2019,48,4155；S.Singha et al,Accounts Chem.Res.,2019,52,2571]；比率荧光探针因其能够有效消除环境、探针浓度及激发光强度的干扰而备受关注[X.Feng et al,Chem.Commun.,2016,52,3131]。在各类比率型荧光探针中，基于FRET机理的比率荧光探针由能量供体荧光团、连接单元、能量受体荧光团三部分组成。在供体的激发波长下，供体吸收能量，连接单元将能量转移给受体，受体接受能量发射长波长荧光。依据被检测物的浓度变化，供体和受体的荧光强度比率变化与被检测物的浓度呈现线性关系，从而实现被检测物的定量检测。为了增强荧光探针的生物兼容性，进一步开发其在生物检测领域的实用性，需要研究开发能量供体及能量受体荧光团，构成新的FRET体系。检索发现由能量供体3-(吡啶-4-基)-6-(N,N-二乙基)-香豆素荧光团、能量受体(E)-2-(3-氰基-4-(4-(二取代氨基)苯乙烯基)-5,5-二甲基呋喃-2(5H)-亚基)丙二腈和连接基团乙酰基哌嗪构成的基于荧光共振能量转移机理的检测二氧化硫衍生物的比率荧光探针还未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种基于FRET机理的检测二氧化硫衍生物的比率荧光探针及其应用。

本发明所述检测二氧化硫衍生物的比率荧光探针，其特征在于：所述比率荧光探针由能量供体3-(吡啶-4-基)-6-(N,N-二乙基)-香豆素荧光团、能量受体(E)-2-(3-氰基-4-(4-(二取代氨基)苯乙烯基)-5,5-二甲基呋喃-2(5H)-亚基)丙二腈和连接基团乙酰基哌嗪构成；其化学结构如式(I)所示：