[发明专利]一种检测二氧化硫衍生物的荧光探针、检测物、制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种检测二氧化硫衍生物的荧光探针、检测物、制备方法和应用，所述二氧化硫衍生物为带有亚硫酸根或亚硫酸氢根离子的盐类，所述荧光探针的结构式为：其中TfOsupgt;‑/supgt;为三氟甲磺酸根离子；本申请的荧光探针，为比色远红外亚硫酸根/亚硫酸氢根荧光探针，具有全水溶性，能直接溶解在水中，不需要额外的有机溶剂进行溶解；响应快，在15s内就能完成检测；检测的显色方式是从无色到有色，能直接肉眼检测，检测更加直观方便，假阳性低；本发明对亚硫酸氢钠的最低检测限为0.11μM，灵敏度更高。本发明不仅能满足生物体中亚硫酸根/亚硫酸氢根的检测需求，而且可以实现对食品或药品中亚硫酸根/亚硫酸氢根的快速检测。

技术领域

本发明属于应用生物技术领域，具体是涉及到一种检测二氧化硫衍生物的荧光探针、检测物、制备方法和应用。

背景技术

作为抗菌剂、抗氧化剂和酶抑制剂，二氧化硫的衍生物(亚硫酸根/亚硫酸氢根)被广泛用作食品、医药产品和饮料等领域。然而，研究表明，过高浓度的亚硫酸根/亚硫酸氢根对细胞、组织和生物分子有较大的伤害，从而引起许多疾病，如癌症、偏头痛、缺血性心脏病和过敏反应等。由于潜在的健康问题，许多国家严格限制了食品、饮料中的亚硫酸根/亚硫酸氢根的含量。如美国食品和药物管理局要求食品中亚硫酸盐的含量不能超过10mg/mL。因此，开发一种灵敏、高选择型、低成本的分析方法用于食品、生物中亚硫酸根/亚硫酸氢根的检测十分必要。

目前，亚硫酸根/亚硫酸氢根的检测方法主要有电化学法、色谱法、化学发光法以及酶技术。然而，上述方法大多数都需要样本进行预处理、检测仪器昂贵复杂且耗时长。相比之下，荧光探针法由于具有反应快、选择性高、便宜、方便以及可以直接用于生物物种的检测等优点，更具有吸引力。然而，目前发展的基于与醛的亲核反应、迈克尔加成反应、乙酰丙酸盐的选择性脱保护等机理的亚硫酸根/亚硫酸氢根荧光探针仍然存在一定的不足。如许多荧光探针发射波长短，这易受激发光的干扰且不利于生物深层组织亚硫酸根/亚硫酸氢根的检测；一些荧光探针响应时间长以及水溶性差(需要有机溶剂或表面活性剂的协助)，这不利于其在生物中的应用。另外一些荧光探针仅能进行荧光检测亚硫酸根/亚硫酸氢根，无法实现肉眼的比色检测，这不利于食品中亚硫酸根/亚硫酸氢根的快速检测。

检测二氧化硫衍生物、次氯酸根的荧光探针的设计合成及生物成像应用，谭锐，华南师范大学硕士研究生学位论文，2017.5.26，描述了应该探针的具体种类，包括结合型荧光探针、置换型荧光探针和化学计量计型荧光探针。其中常见的荧光染料包括：香豆素类荧光染料、萘酰亚胺类荧光染料、氟硼吡咯(Bodipy)类荧光染料、荧光素和罗丹明类荧光染料、花菁类荧光染料。二氧化硫衍生物及细胞核荧光探针的设计合成及细胞成像，李琛，中国科学技术大学硕士论文，2019年5月，P29描述花菁类荧光染料的设计。由于花菁染料具有较大的消光系数和较高的荧光量子产率，选择苯并半花菁为受体，为了增加其水溶性将其做成碘盐的形式，苯并半花菁碘盐为受体，含氮环化物作为供体，将两者通过苯并双键连接后，探针分子则为D-π-A结构。基于ICT机理，设计了三个荧光探针分子，α,β不饱和双键作为反应位点，随着含氮环状物的环大小和环张力的改变，其给电子能力会发生一定程度的改变。

中国专利申请号为CN201910389203.7，名称为一种用于二氧化硫_亚硫酸(氢)盐检测的荧光探针及其制备方法和应用，公开了一种荧光探针，结构式为：

其中，式(I)中，R1为H，烷基，烷氧基，氨基，烷基取代的单取代氨基，烷基取代的二取代氨基，卤素以及硝基中的一种或多种组合；n为1-3的整数；R2为烷基，芳基，烷基芳基以及芳基烷基中的一种；X为卤素；其中，R2上任意的氢原子可任选的被取代或非取代。此探针分子为D-π-A结构，随着亚硫酸钠溶液浓度的提高，反应液的颜色由紫色逐渐消褪，与270μM亚硫酸钠反应后的溶液颜色几乎变为无色。在探针(10μM)与SO₃^2-(500μM)反应30min后，荧光强度达到稳定。虽然采用的是碘盐的形式，但是其水溶性并不好，需要采用溶剂进行溶解，溶剂为乙醇或者二甲亚砜等。

发明内容