[发明专利]一种可视化检测过氧化氢的水溶性荧光探针

说明书

本发明提供一种可视化检测过氧化氢的水溶性荧光探针，公开了该水溶性荧光探针的制备方法及其响应过氧化氢的吸收光谱及荧光光谱性质。该探针能够对过氧化氢快速响应，并发射强烈的近红外荧光，并且溶液颜色由蓝色变为绿色，具备可视化的检测的能力。该探针具有良好的细胞膜穿透性及较低的背景荧光，具备分子生物领域应用的潜力。

技术领域

本发明涉及一种可视化检测过氧化氢的水溶性荧光探针，属于过氧化氢快速分析检测的技术领域。

背景技术

作为一种重要的活性氧，过氧化氢(H₂O₂)在维持生命系统中生物体的生理平衡中起着重要作用。与其他活性氧(羟基自由基、过氧自由基、单线态氧、超氧阴离子自由基和次氯酸/次氯酸根离子)相比，过氧化氢具有低反应活性和长半衰期，这使得它能够在多个细胞间扩散和传递信号。过氧化氢作为细胞中的第二化学信使，与各种生理过程紧密相连，包括激活免疫细胞、重塑血管等。因此，过氧化氢的浓度需要被精确地调节。过氧化氢的浓度的变化涉及到许多疾病，过量的过氧化氢能会破坏生物体的蛋白质、DNA和RNA，这些都与严重的人类疾病有关，包括癌症、糖尿病以及神经退行性疾病等。

目前用于检测过氧化氢的方法主要包括电化学法、谱法、比色法以及质高效液相色谱法等，这些方法普遍具有前处理复杂、破坏细胞组织结构、费用高昂等缺陷。近年来，基于小分子荧光探针的荧光成像技术以其实时、灵敏、无创的特点，受到科研工作者的青睐。目前，各种基于芳基硼酸结构的荧光探针被开发用于检测细胞和动物体内的过氧化氢。然而，它们大多数具有短发射波长、溶解性差的缺点，从而导致探针测试时易受背景荧光的干扰，信噪比低。

因此，需要新的策略来开发可视化检测过氧化氢的水溶性荧光探针，满足过氧化氢的检测需求。

发明内容

基于上述背景，本发明的首要目的在于提供一种可视化检测过氧化氢的水溶性荧光探针，其特点在于以五氟苯磺酰基为过氧化氢识别单元，五氟苯环增强了磺酰基对过氧化氢的反应活性，从而提高了探针对过氧化氢的选择性和灵敏度；释放出的715nm的荧光穿透性强、背景干扰低，具有较高的信噪比；同时强烈的溶液颜色变化，可以实现可视化检测。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明所述的一种可视化检测过氧化氢的水溶性荧光探针结构式如式(I)所示：

本发明进一步提供制备式(I)所示化合物的方法，所述合成路线如下：

在此基础上，本发明提供了式(I)所示化合物制备方法，所述的制备方法包括：

①将化合物1与间苯二酚溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，加入氢化钠，氮气保护，50℃反应过夜，将反应体系滴加到乙醚溶液中，抽滤收集固体，采用硅胶层析柱色纯化，得到化合物2；

③将化合物2与N,N-二异丙基乙胺溶解到二氯甲烷中，降温至0℃，滴加5-氟苯磺酰氯，反应30分钟，然后缓慢升温至室温，反应过夜，反应体系倒入饱和食盐水中，加入二氯甲烷，用分液漏斗洗涤分层，保留有机相，再将有机相水洗三次，用无水硫酸钠干燥过滤，减压蒸馏除去二氯甲烷，采用硅胶层析柱色纯化，得到化合物3.

检测生物样本中过氧化氢：观察加入过氧化氢荧光探针前后待测生物样本的荧光光谱变化，荧光的激发波长为690nm，观察723nm处荧光峰值的变化；如果峰值增强，说明测试液中含有过氧化氢。优选的，采用荧光光谱仪对荧光光谱测试。

生物样本中的过氧化氢可以引起荧光探针的荧光光谱的变化，可以通过观察荧光光谱仪中荧光光谱的变化情况判断溶液中过氧化氢的含量，从而定量检测；氧化氢浓度和荧光强度关系的线性曲线，Y＝13.24*X+2103，R²＝0.987。其检测下限为56nM。