[发明专利]一种多模态探针FN及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多模态探针FN及其制备方法和应用。一种多模态探针FN，该多模态探针FN的化学式为C₁₈H₁₃FN₂O₂，所述的多模态探针FN的结构式如式Ⅰ所示。本发明提出的多模态探针FN对Cu²⁺、S^2‑特异性强、选择性好、灵敏度高，能够在体外和细胞内检测Cu²⁺、S^2‑，是非常有潜力的荧光探针。

技术领域：

本发明涉及探针材料制备技术领域，具体涉及一种多模态探针FN及其制备方法和应用。

背景技术：

铜是一种常见的过渡金属元素，它以离子的形式广泛存在于生物体内。作为一种微量金属元素，铜在人体中的含量仅次于锌和铁，并在各种生物过程中起着至关重要。铜离子是很多蛋白质和酶的组成部分，对调节体内铁的吸收，血红蛋白的合成以及形成皮肤，头发和眼睛的色素都起到重要的作用。Cu²⁺的代谢异常会引起细胞异常的氧化还原调控，造成脂肪、蛋白质和DNA/RNA的氧化损伤，甚至导致癌症和神经退行性疾病，比如阿尔兹海默症和帕金森病等(Nat.Chem.Biol.,2015,11,744)。

硫化氢气体(H₂S)是一种带有臭鸡蛋气味的无色易燃有毒气体。近年来的研究表明硫化氢在哺乳动物体内也广泛存在，是生物机体中最简单的生物巯基化合物，是机体重要信号小分子之一。它已经被认为是继一氧化氮和一氧化碳之后的第3种气体信号分子。作为生物机体中最简单的生物巯基化合物，硫化氢(H₂S和S^2-)和其他生物巯基化合物一样都是维持肝脏、胰脏、大脑和呼吸系统等组织正常生理代谢的必要化合物。就分子性质而言，硫化氢表现出独特的化学性质，既有强亲核性又有强还原性，这使它在机体的作用具有多样性，硫化氢作为抗氧化剂和信号传导剂作用于多种组织器官，包括肝脏、胃肠系统、胰腺、脑和循环系统等。因此，机体内硫化氢的水平与健康有着密切的联系，异常水平的硫化氢会致病，例如舞蹈病、糖尿病、帕金森病、阿尔茨海默病等(Chem.Soc.Rev.2015,44,4596)。

考虑到Cu²⁺和H₂S(S^2-)在生命过程中发挥着重要的作用，而且都与神经系统密切相关。发展一种针对的双模式探针，活体探知生理和病理状态下体内的Cu²⁺和H₂S，对早期诊断相关神经系统疾病有至关重要的作用。

目前报导的代表性Cu²⁺、S^2-双模式探针主要包括两类(如图1所示)：一类是基于有机小分子发光的探针。这类探针化学结构较为简单，合成难度适中。其发射光谱较宽，荧光寿命较短。另一类是基于镧系金属发光的探针。这类探针化学结构较为复杂，合成较为繁琐。其发射光谱呈特征性尖峰，荧光寿命较长，可用于时间分辨荧光成像(Chem.Soc.Rev.2016,45,6108；Inorg.Chem.2018,57,681)。然而上述探针都是只具备荧光成像的功能，这不利于神经系统的无创活体成像，限制了它们的应用。

发明内容：

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种多模态探针FN及其制备方法和应用，该探针具有合成简单方便，可用于Cu²⁺、S^2-的体外和活细胞荧光检测，具有特异性强、选择性好、灵敏度高等优点。

本发明的第一个目的是提供一种多模态探针FN，该多模态探针FN的化学式为C₁₈H₁₃FN₂O₂，所述的多模态探针FN的结构式如式Ⅰ所示：