[发明专利]一种线粒体靶向比率检测一氧化碳荧光探针的制备和应用

说明书

本发明公开一种线粒体靶向比率检测一氧化碳荧光探针的制备和应用，结构式如下所示：本发明提供的荧光探针可用于一氧化碳的检测，探针对一氧化碳的识别基于分子内电荷转移机制，对不同浓度的一氧化碳在0～50μM范围呈现出良好的线性关系，灵敏度高，检测限可达37.2nM；选择性好，不受其它活性氧物种、活性氮物种、生物活性硫醇和常见阴阳离子的测定干扰；实验证明探针具有良好的生物相容性，具备线粒体靶向能力，实现了活细胞线粒体中内源性和外源性一氧化碳的成像，并监测到线粒体氧化应激下一氧化碳的产生。

技术领域

本发明涉及荧光探针领域，更具体的，涉及一种比率检测一氧化碳的荧光探针的制备和应用。

背景技术

生物体内的内源性一氧化碳主要是由血红素在血红素氧化酶的催化代谢下产生的。作为一种气体信号分子，一氧化碳在许多的生理或病理过程中扮演重要的角色。然而，一氧化碳的异常代谢与阿尔茨海默病、高血压、炎症和心力衰竭等许多疾病有关。同时，医学证明一氧化碳具有舒张血管、抗高血压、抗炎、抗氧化和细胞保护的功能。作为细胞内重要的呼吸场所，线粒体是一氧化碳分子的主要靶标，原因是:(1)血红素产生于线粒体膜内；(2)一氧化碳的生理作用依赖于线粒体活性氧信号。研究证明，一氧化碳可以通过竞争来抑制氧气和细胞色素c氧化酶结合，会破坏线粒体膜电位，减少三磷酸腺苷合成，诱导细胞死亡。因此，实现对线粒体中一氧化碳的定量检测对于揭示一氧化碳生理意义和细胞代谢具有重要意义。

传统的方法如比色检测、电化学和气相色谱等，虽然能够实现对一氧化碳的检测，但是不能够对生物体内一氧化碳进行实时、原位的检测。荧光探针方法由于其高灵敏和高选择性，可以实现生物体内活性物种实时、原位的可视化成像成为对检测生物体内目标活性物种的一个有力的工具。目前报道的大多数一氧化碳荧光探针无法实现线粒体的定位，虽然已经有两篇工作实现了线粒体中一氧化碳的成像和检测，但信号响应都是“off-on”型，容易受到激发光光源、探针浓度聚集、pH和黏度等微环境的干扰。因此，设计比率的一氧化碳荧光探针对于定量检测具有更加准确和可靠的结果。同时，目前报道的一氧化碳荧光探针还没有实现对线粒体氧化应激下一氧化碳的变化的监测。为了解决这一难题，本发明提供了一种基于分子内电荷转移发光机制的，高灵敏度和选择性的，比率检测一氧化碳的，用于氧化应激下细胞线粒体中一氧化碳变化的可视化分析的荧光探针的制备和应用。

发明内容

1.本发明的一个目的在于提供一种线粒体靶向比率检测一氧化碳荧光探针的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种线粒体靶向比率检测一氧化碳荧光探针，其特征在于，结构式如下所示：

具有上述结构式的一氧化碳荧光探针通过下述方法制备得到，步骤如下：

将4-烯丙基醚-N-2-氨基乙基吡啶-1，8-萘酰亚胺和碘甲烷溶于甲苯中，混合物在加热搅拌下，反应得到目标探针。

制备步骤中，所述反应生成目标探针时其反应条件为105～125℃下回流反应 8～10个小时。

制备步骤中，所述反应得到目标探针其反应结束后将反应物冷却至室温析出沉淀，过滤，真空干燥，所得产物即为目标探针。

制备步骤中，所述的4-烯丙基醚-N-2-氨基乙基吡啶-1，8-萘酰亚胺和碘甲烷的用量摩尔比为1：(3～5)。

2.本发明的另一个目的在于提供一种一氧化碳荧光探针在氧化应激下细胞线粒体中一氧化碳变化的可视化检测的应用。

有益效果

本发明提供的一氧化碳荧光探针具有以下显著的特征：

1)探针和Pd(Ⅱ)混合体系在磷酸盐缓冲溶液中发射蓝色荧光；探针和Pd(Ⅱ)混合体系识别一氧化碳后，在磷酸盐缓冲溶液中发射绿色荧光；