[发明专利]多信号荧光探针的合成及其在检测Cys、GSH和Hcy中的应用

说明书

本发明公开了一种多信号荧光探针的合成及其在定量血清总半胱氨酸（Cys）和同型半胱氨酸（Hcy），同时区分荧光成像细胞/活体中Cys、谷胱甘肽（GSH）和Hcy的应用方法，该分子探针的化学结构式如下：。本发明专利公开的荧光探针具有多个活性可控的反应位点，可实现蓝、绿、黄三通道分别检测Cys（λ_ex/λ_em=360/453 nm）、GSH（λ_ex/λ_em=415/513 nm）和Hcy（λ_ex/λ_em=488/542 nm）。选择性好、灵敏度高、抗干扰性强，可用于直接同时定量血浆中的总Cys和Hcy水平，同时区分荧光成像细胞/活体中的Cys、GSH和Hcy。

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种多信号荧光探针的合成，以及该探针在制备直接定量血浆中总Cys和Hcy，在环境中同时定量检测Cys、GSH和Hcy，在生物样品中同时区分荧光成像Cys、GSH和Hcy的器件中应用。

背景技术

同型半胱氨酸是一种含硫分子的氨基酸，属于人体非必需氨基酸，是人体摄入蛋白质中的蛋氨酸在体内代谢为谷胱甘肽（体内最重要的抗氧化剂）和S-腺苷蛋氨酸（SAMe）的中间产物。正常情况下血浆中Hcy处于较低水平，但是当血液中Hcy升高（≥ 10 μmol/L）时，将对人体的健康产生重大影响，近年来研究发现血Hcy水平对心肌梗塞的预测准确性几乎是胆固醇的40倍；高浓度的Hcy是冠状动脉疾病、脑血管疾病、外周血管疾病独立的危险因子。同时，Hcy在体内可以维生素B₆为辅酶，在β-胱硫醚合酶（CBS）的催化下，形成胱硫醚，在胱硫醚裂解酶的催化下裂解为半胱氨酸（Cys）。Cys在体内作为抗氧化剂参与蛋白质合成、解毒、金属结合、蛋白质翻译后修饰和代谢等过程。然而，Cys缺乏会引发多种疾病，例如婴儿的生长发育迟缓、皮肤损伤、嗜睡、肝损伤和身体虚弱，Cys在血浆中的浓度为150-300μmol/L。目前定量血浆中Hcy和Cys的方法主要包括色谱法、酶联免疫、化学发光和循环酶法等，但这些方法存在耗时长、成本高、需专用仪器等不足，致其在健康体检中经常忽略了对血清中Hcy和Cys水平的检测。因此，开发高效的检测方法/技术用于同时定量血浆总Hcy和Cys水平，具有十分重要的临床意义与广阔的应用前景。

近年来，荧光探针因选择性好、灵敏度高、操作简便且能够监测和可视化活细胞中的生物分子而受到广泛的关注。截至目前，已报道了一些荧光探针用于选择性检测血浆中的Hcy或Cys (如中国专利CN105524055A；J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 3400-3401；J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 15949-15958；Nat. Protocols, 2006, 1, 2759-2762；Chem. Commun., 2014, 50, 3071-3073；Chem. Commun., 2014, 50, 13668-13671；Chem. Commun., 2014, 50, 6967-6969等)。但已报道的荧光探针只能检测血浆中外加的Hcy，且存在灵敏度低、选择性差等问题，均未实现血浆/血清中Hcy和Cys的直接准确定量。同时，也报道了几个小分子荧光探针用于同时区分Cys、GSH和Hcy，但灵敏度、成像信背比还较低，还无法满足同时成像细胞/活体中内源性硫醇等需求。

发明内容