[发明专利]一种线粒体靶向的双光子激发近红外发射的硫化氢荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明专利公开了一种可以直接用于线粒体靶向的双光子激发近红外发射的硫化氢荧光探针及其制备方法和应用，属于化学与生物分析检测领域。其分子结构式如式I所示该双光子激发近红外发射的荧光探针具有选择性强，抗干扰能力优越，灵敏度高、成像穿透能力强，成像分辨率高，可用于癌细胞和组织内H2S的快速检测和成像，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种线粒体靶向的双光子激发近红外发射的硫化氢荧光探针及其制备方法和应用，属于化学与生物分析检测成像技术领域。

背景技术

硫化氢(H 2 S)在生物体内由酶催化产生，作为人体内气体信号分子，在调节人的生理机能方面起着极其重要的作用。例如，调节血管张力、心肌收缩、神经传导和胰岛素分泌等；硫化氢还能够有效清除活性氧，活性氮物种，例如：过氧化氢、超氧阴离子、次氯酸、过氧亚硝基等；硫化氢可参与血红蛋白改变；参与体内亚硝基类化合物的还原；调节体内多种酶的功能。实验表明，硫化氢能够有效地降低AP诱导的神经细胞毒性。硫化氢与FPG表现为负比例关系，升高二型糖尿病病人硫化氢浓度也许有助于降血糖。但是，生物体内硫化氢失调，便会引起动脉和肺动脉高压、老年痴呆症、胃粘膜损伤和肝硬化等疾病。所以对生物体内硫化氢的检测意义极其重要。

荧光探针具有操作简便、灵敏度高、膜透性好和快速原位检测等优点。因此荧光探针在生物医学成像分析具有很好的应用前景。而近红外荧光探针因其优越的光学性能而倍受科研工作者的青睐。但是传统的近红外荧光探针虽然其发射位于近红外区，但是其激发大部分仍然在可见光区，因此在成像时会受到组织吸收，自发荧光等的影响而使其穿透深度和分辨率受限。因此发展近红外激发近红外发射的荧光探针具有重要的作用。在过去双光子荧光探针是用两个光子的近红外光激发，但是发射在紫外-可见光区，因此导致穿透深度不够。把双光子与近红外荧光探针相结合，可以很好的解决发射与激发波长短而引起的组织穿透深度受限的问题。因此本发明专利将开发一种双光子激发近红外发射的硫化氢荧光探针。

发明内容

本项目针对上述技术现状和存在的问题，提供一种线粒体靶向双光子激发近红外发射的硫化氢荧光探针MNIR-H 2 S。该荧光探针具有合成简单，反应条件温和，成本较低，且具有大的双光子吸收截面、近红外发射、高灵敏度和高选择性，能实现用荧光法快速便捷的检测癌细胞和组织中的硫化氢。

本发明还提供了该荧光探针的制备方法。

本发明还提供了该荧光探针的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种线粒体靶向的双光子激发近红外发射的硫化氢荧光探针，其化学结构式如式(I)所示：

本发明还提供一种线粒体靶向的双光子激发近红外发射的硫化氢荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

S1.将2，4-二羟基水杨醛、乙酰乙酸甲酯加入反应器中，加入溶媒和催化剂，在60～80℃下反应，至2，4-二羟基水杨醛完全消失则终止反应，把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，析出得到的黄色固体产物1，干燥所述产物1，所述产物1的结构式如下：

S2.将步骤S1所得的产物1与酮酸加入反应瓶中，加入溶媒和催化剂，加热到80～110℃反应3～5小时，把反应体系冷却到室温后倒入冰水中，滴加适量的高氯酸，析出得到褐色固体，干燥后进行分离提纯，得化合物2，所述化合物2的结构式如下：

S3.将上一步所得的产物2与2，4-二硝基氟苯，二氯甲烷和催化量的三乙胺加入反应瓶中，25～55℃反应3～5小时，将所得产物干燥后进行分离提纯，得到如式(I)所示的目标探针。

本发明荧光探针的合成路线如图1所示。