[发明专利]一种被待测物识别的探针及制备方法和应用方法

说明书

本发明涉及一种被待测物识别的探针及制备方法和应用方法，利用肼基或羟胺基团与醛、酮基团之间的缩合反应设计荧光增长型探针，示意图如式I所示。本文设计的荧光探针的识别位点靶向识别待检测物后，可生成醛、酮基团，并迅速与肼基或羟胺基团发生缩合反应，使荧光信号出现较大增长。此类荧光探针可用于活性氧化物ROS、活性氮化物RNS、亲核性物质和各种酶的选择性检测，对于相关疾病的诊断具有潜在应用价值。

技术领域

本发明属于荧光探针的设计方法和应用，涉及一种被待测物识别的探针及制备方法和应用方法，其识别位点与被检测物质作用后被转化为醛、酮，并与肼基或羟胺发生缩合反应，使荧光信号大幅升高，实现被检测物质的荧光检测。

背景技术

研究表明，活性氧化物ROS、活性氮化物RNS、亲核性物质、和各种酶对维持人体细胞的正常生理功能起到非常重要的作用。在氧化应激条件下，过量的ROS会破坏细胞蛋白质、脂质和核酸，使细胞产生致命损伤，进而导致各种疾病，如衰老、癌症、神经退行性疾病、心血管疾病、糖尿病等(Zarse等,(2021)Nat.Metab.3:588–589；Zhao等,(2020)Angew.Chem.Int.Ed.60:9804–9827)。各种活性氮化物，如一氧化氮供体对维持人类健康具有重要的作用，可用于改善心脑血管疾病。但细胞内过量的一氧化氮会与超氧自由基反应生成过氧亚硝基阴离子(ONOO^-)，损害细胞的结构，进而引发诸多疾病，比如糖尿病，神经退行性疾病，血管动脉粥样硬化，癌症等(Wu等,(2019)Acc.Chem.Res.52:2582–2597)。细胞内各种酶会参与调控基因表达并调节细胞正常生理功能。生物相关酶含量的异常往往会导致多种疾病，如癌症、阿尔兹海默症、心血管疾病等。由此可见，开发用于以上物质检测的方法至关重要(Wu等,(2019)Acc.Chem.Res.52:1892–1904)。其中荧光检测具有分辨率高、检测快速、成本低的优点，已被广泛用于各种物质的分析检测(Yue等,(2019)Chem.Soc.Rev.48:4155–4177)。

目前，荧光探针用于复杂生物系统中各种物质的检测时，往往发出较强的背景信号，导致检测的特异性不高。为降低荧光检测的背景信号，本发明提出了利用缩合反应设计荧光探针的策略。由于光致电子转移效应(PET)，探针的背景荧光信号被大幅淬灭。与被检测物质作用后，探针的识别位点被转化为亲电位点，与亲核性的胺基、肼基或羟胺基团缩合。缩合产物中的光致电子转移效应消失，使荧光信号大幅度增长。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种被待测物识别的探针及制备方法和应用方法，基于缩合反应设计用于活性氧化物ROS检测的新型探针及其应用，如实施例式IV所示。利用连接部分将肼代或羟胺取代的荧光团与烯醇基醚或酯相连可快速构建此类探针。此外还可将肼代或羟胺取代的荧光团与烯基硼酸酯相连来构建ROS探针。

技术方案

一种被待测物识别的探针，其特征在于探针包含肼基NH₂-(R¹)N、荧光团F、连接单元L、顺式或反式双键部分、连接单元M、识别位点Z；结构式为：

所述述荧光团F为四苯乙烯类、香豆素类、荧光素类、罗丹明类、苯并恶唑类、萘二酰亚胺类、稠环芳烃类或花菁类荧光团。

所述连接单元L为碳链、肽链、含杂原子的碳链、碳环或杂环。

所述取代基R¹、R²、R³为H、烷基、芳香基团、杂环、烯基、炔基、酰基、三氟乙酰基、磺酰基、硅烷基、自烷氧基、胺基、酯基、羧酸基或酮酸基。

所述Z与被检测物质发生相互作用，选自烷基、含杂原子的烷基、烷氧基、胺基、缩醛、缩酮、酯基、羧酸基、酮酸基、三氟乙酸酯基、磺酸酯基、酰胺基、氨基甲酸酯基、硼酸酯基、烯基硼酸酯基、磷酸酯基、糖苷基。