[发明专利]一种二氧化硫和黏度双识别荧光探针的设计方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硫和黏度双识别荧光探针的设计方法，涉及化学技术领域，具体为一种二氧化硫和黏度双识别荧光探针的设计方法，包括以下步骤：S1：识别机理，氧杂蒽衍生物是常见的荧光染料之一，具有良好的光稳定性、高荧光量子产率、较长的荧光发射波长等优势，常被用作荧光探针设计中的信号发射团，探针SZD1是由氧杂蒽基团作为电子供体共轭连接一个拉电子的对氰基苯甲醛，探针分子中形成了推－拉－拉(D‑π‑A‑π‑A)强共轭体系，S2：探针SZD1的合成路线。合理设计了基于迈克尔加成反应、并能够通过结构中单键旋转被抑制，从而响应SO₂和粘度的双识别荧光探针SZD1，并将其应用于生物体内的成像检测。

技术领域

本发明涉及化学技术领域，具体为一种二氧化硫和黏度双识别荧光探针的设计方法。

背景技术

SO₂是生物体内循环代谢的重要气体递质之一，但是由于其本身是气态，存在痕量，且生物体内环境复杂，如何实时监测代谢循环中的SO₂还是一个难题。目前报道的SO₂信号荧光探针的设计策略集中于利用其衍生物亚硫酸氢盐与亚硫酸盐对探针结构中的－C＝O-、-C＝C-、-C＝N－等化学键的强亲核加成反应、迈克尔加成反应等反应的响应来产生荧光信号的改变。基于此机理设计的探针具有良好的选择性，可以一定程度上避免体内其他内源性生物硫醇的干扰作用，可实现复杂环境中对SO₂的特异性检测。

黏度、酸碱度、温度等物理参是活细胞生长的环境构成因素，良好的细胞稳态环境是细胞能否稳定生长的基本条件。精确监测细胞微环境的变化可为科学家进一步研究生命代谢活动提供途径。黏度作为细胞环境构成的重要因素，通过影响细胞内成分的流动性控制着细胞内介质的传输以及其他扩散过程的进行。黏度异常使细胞稳态环境发生变化，从而导致细胞功能障碍，与高血压、阿兹海默症等疾病密切相关。检测粘度的常规方法是使用粘度计，但是粘度计难以进行生物体内、细胞内的黏度检测。开发荧光探针作为粘度的检测手段，可低损伤进行生物样本内的黏度变化检测。

2019年Chen等人基于色诺喹啉(CQ)荧光团和β－氯乙烯醛作为识别基团，设计并构建了用于检测SO₂衍生物的双光子(TP)成像探针CQ-SO₂。β－氯乙烯醛基团保留了醛基的反应特性，同时引入了一个卤素以防止其他硫醇物种的迈克尔加成，提高了探针的选择性。

2021年，Gao等人基于苯并噻二唑(BTD)荧光染料作为双光子荧光团和电子接受中心制备了新型的基于反应的A-A-A(受体－受体－受体)型双光子荧光探针BTC。将两个β－氯乙烯醛部分对称连接到BTD支架的两端作为探针的SO₂识别反应基团和淬灭基团，使探针由于吸电子作用较弱而处于关闭状态。在SO₂衍生物存在下，与醛基通发生了亲核加成反应，导致分子内电荷转移(ICT)过程被激活，从而恢复探针的荧光。探针BTC显示出优异的双光子特性，包括91GM的双光子吸收截面(TPA)和光稳定性。除此之外，探针BTC能够在30秒内对SO₂快速响应、具有从500nM到120μM的广泛检测范围，检测限为190nM。

但是目前已有的探针往往只存在单一识别位点，在复杂的体内环境中不能够同时识别SO₂和黏度两个肿瘤相关信号因子；在复杂的生物体内环境中，已有探针的选择性不够高，容易受到代谢中SO₂相似物的干扰，无法准确识别；现有探针检测较高，灵敏度低，需要较大浓度才能够产生荧光响应，因此我们提出了一种二氧化硫和黏度双识别荧光探针的设计方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种二氧化硫和黏度双识别荧光探针的设计方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种二氧化硫和黏度双识别荧光探针的设计方法，包括以下步骤：