当前位置: 首页 > 专利查询>济南大学专利>正文

一种可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针及其制备方法、应用技术

技术编号:15229875 阅读:240 留言:0更新日期:2017-04-27 15:44
本发明专利技术公开了一种可区分检测Cys/Hcy、GSH和H2S的荧光探针及其制备方法和应用,该探针的分子式为:C38H28IN5O5S,其结构式如下所示:本发明专利技术探针合成简单,并且产率较高;实现了水溶液中Cys/Hcy、GSH和H2S的区分检测;本发明专利技术实现了活细胞水平中Cys/Hcy、GSH和H2S的区分检测。

Fluorescent probe capable of distinguishing cysteine, homocysteine, glutathione and hydrogen sulfide and preparation method and application thereof

The invention discloses a method for detection of Cys/Hcy, GSH and H2S between the fluorescent probe and a preparation method and application of molecular formula of the probe is C38H28IN5O5S, the structure is as follows: the probe has simple synthesis, and high yield; the distinction between Cys/Hcy, GSH and H2S detection in aqueous solution; the invention realizes the detection of Cys/Hcy, GSH and H2S between the level of living cells in the.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于多信号模式区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针及其制备方法、应用,属于分析化学

技术介绍
活性硫物质(RSS),包括小分子生物硫醇(Thiols)和气体分子硫化氢(H2S),是人体内起着重要生理作用的一类生物活性分子。半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)是最常见的三种小分子生物硫醇,然而,它们有着截然不同的生物和药理作用,同时相互之间又存在着密切的联系。Cys是乙酰辅酶、牛磺酸和GSH的前体,同时还能与铁离子形成硫铁络合物,但是异常水平的Cys通常会引起生长缓慢、嗜睡、肝功能损伤、肥胖等疾病。过高浓度的Hcy则可能诱导心血管病和阿尔茨海默氏症,在血浆中Hcy的总浓度还与某些先天性疾病和老年认知障碍有关。GSH是细胞中浓度最大的非蛋白硫醇(1-10mM),以还原型(GSH)和氧化型(GSSG)两种形式存在。它参与了众多生理活动,例如氧化还原反应、异物代谢、信号传导与基因调控等,在细胞生长和维持细胞氧化还原平衡上起着关键作用。GSH还是一种抗氧化剂,可以保护巯基蛋白和酶免遭氧化,维持活性。然而,浓度异常的GSH往往与癌症、阿尔茨海默氏症和心血管等疾病有关。H2S是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后被发现的第三种内源性信号气体分子,在心血管和神经系统中承担着重要的生理调节作用,例如调节血管张力、心肌收缩、神经传导和胰岛素分泌等。若细胞中H2S浓度发生异常,可能会引起高血压、阿尔茨海默氏症、胃粘膜损伤和肝硬化等疾病。因此,发展能区分识别硫醇(Cys/Hcy/GSH)和硫化氢(H2S)的荧光探针对研究生命体系中硫醇之间及硫醇与H2S的生理联系和它们的生理功能意义重大,也有助于探索与Cys/Hcy/GSH和H2S相关疾病的发生发展机制以及研发治疗相关疾病的药物。近年来,由于小分子有机荧光探针具有高选择性、高灵敏度、操作方便、无创性检测等优点,从而受到了包括生命科学、医学、药理学、分析化学等各个领域的广泛关注。特别是在分析检测生物样品中,荧光探针更能体现出其优势。荧光探针能对生物样品中目标分子进行非侵入性成像检测,可以实时观察到荧光探针识别目标分子前后的光学信号变化,并且能将这些信号转化为具体的图片信息。目前,虽然报道了大量的Cys/Hcy、GSH和H2S荧光探针,但它们还无法同时将Cys/Hcy、GSH和H2S区分检测开来。所以,专利技术能同时、快速区分检测Cys/Hcy、GSH和H2S的易观查信号变化的荧光探针是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术通过分子设计,合成出了一种区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针,简称HMN,其是基于多信号模式区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的;本专利技术还进一步提供了该探针HMN的制备方法和应用。本专利技术采用以下技术方案:一种可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针,该探针的分子式为:C38H28IN5O5S,其结构式如下所示:上述的可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针的制备方法,它包括以下步骤:1)将1.0mmol原料羟基吲哚、2.0mmol苄基溴和2.0mmol碘化钾置于圆底烧瓶中,滴加乙腈使反应物完全溶解,将反应液加热至回流,搅拌反应6小时,反应完毕后,通过旋转蒸发仪减压蒸馏除去反应液中的溶剂得到粗产品,并用硅胶层析柱纯化得到纯净化合物2;所述化合物2的结构式为:2)取0.2mmol化合物2和0.2mmol苯并噻唑(HBTQ)置于圆底烧瓶中,滴加乙醇使反应物完全溶解,将反应加热至回流,搅拌4小时,反应完毕后,通过旋转蒸发仪减压蒸馏除去反应液中的溶剂得到粗产品,并用硅胶层析柱纯化得到纯净化合物HBTMC;所述化合物HBTMC的结构式如下:3)取0.1mmol化合物HBTMC、0.12mmol4-氯-7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑和0.1mmol碳酸铯置于圆底烧瓶中,滴加二氯甲烷使之完全溶解,在氮气保护和常温下搅拌反应2小时,待反应完毕,通过旋转蒸发仪减压蒸馏除去反应液中的溶剂得到粗产品,并用硅胶层析柱纯化得到纯净目标探针化合物HMN。所述步骤1)中硅胶层析柱纯化所用洗脱剂为二氯甲烷与乙醇体积比为50:1。所述步骤2)中硅胶层析柱纯化所用洗脱剂为二氯甲烷与乙醇体积比为20:1。所述步骤3)中硅胶层析柱纯化所用洗脱剂为二氯甲烷与乙醇体积比为25:1。上述的荧光探针的合成路线如下:本专利技术基于多信号模式区分检测Cys/Hcy、GSH和H2S荧光探针的用途:通过荧光光谱仪测试在水溶液中由Cys/Hcy、GSH和H2S引起荧光探针HMN的荧光光谱变化来区分检测水环境中的Cys/Hcy、GSH和H2S;或者通过共聚焦显微镜对孵育了荧光探针HMN和Cys/Hcy、GSH和H2S的活细胞进行荧光成像,观察蓝色、绿色和红色通道荧光信号的变化以达到区分检测生物环境中的Cys/Hcy、GSH和H2S的目的。本专利技术的优点:(1)探针合成简单,并且产率较高;(2)本专利技术实现了水溶液中Cys/Hcy、GSH和H2S的区分检测;(3)本专利技术实现了活细胞水平中Cys/Hcy、GSH和H2S的区分检测。附图说明图1是实施例1中化合物2的1HNMR图谱;图2是实施例1中化合物2的13CNMR图谱;图3是实施例1中化合物HBTMC的1HNMR图谱;图4是实施例1中化合物HBTMC的13CNMR图谱;图5是实施例1中探针HMN的1HNMR图谱;图6是实施例1中探针HMN的13CNMR图谱;图7是实施例1中探针HMN随不同量Cys、Hcy、GSH和H2S的加入荧光谱图的变化情况;图中,Cys、Hcy和GSH浓度依次为0、10、30、50、70、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、650、800、1000μmol/L,H2S的浓度依次为0、10、30、50、70、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、800、1000、1200、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000μmol/L;图8是实施例3中探针HMN与Cys、Hcy、GSH和H2S随时间变化的485、546和609nm处荧光强度值变化图;图9是实施例4中探针HMN对不同干扰分析物的选择性柱状荧光数据图;图中,1,空白;2,丙氨酸;3,精氨酸;4,天冬氨酸;5,谷氨酸;6,异亮氨酸;7,苯丙氨酸;8,丝氨酸;9,苏氨酸;10,色氨酸;11,缬氨酸;12,组氨酸;13,抗坏血酸钠;14,醋酸钠;15,溴化钾;16,氯化钠;17,硝酸钠;18,亚硝酸钠;19,迭氮化钠;20,亚硫酸钠;21,硫代硫酸钠;22,氯化亚铜;23,氯化钙;24,氯化亚铁;25,氯化铁;26,氯化锌;27,次氯酸钠;28,过氧化钾;29,过氧化氢;30,过氧化叔丁醇;31,一氧化氮;32,Cys;33,Hcy;34,GSH;35,H2S(LC);36,H2S(HC);图10是实施例5中探针HMN与HeLa细胞中Cys、Hcy、GSH和H2S响应的荧光成像图;图中,(a)是加入本文档来自技高网
...
一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/27/201611078072.html" title="一种可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针及其制备方法、应用原文来自X技术">可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针及其制备方法、应用</a>

【技术保护点】
一种可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针,其特征在于,探针的分子式为:C38H28IN5O5S,其结构式如下所示:

【技术特征摘要】
1.一种可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针,其特征在于,探针的分子式为:C38H28IN5O5S,其结构式如下所示:2.一种权利要求1所述的可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针的制备方法,其特征在于,它包括以下步骤:1)将1.0mmol原料羟基吲哚、2.0mmol苄基溴和2.0mmol碘化钾置于圆底烧瓶中,滴加乙腈使反应物完全溶解,将反应液加热至回流,搅拌反应6小时,反应完毕后,通过旋转蒸发仪减压蒸馏除去反应液中的溶剂得到粗产品,并用硅胶层析柱纯化得到纯净化合物2;所述化合物2的结构式为:2)取0.2mmol化合物2和0.2mmol苯并噻唑置于圆底烧瓶中,滴加乙醇使反应物完全溶解,将反应加热至回流,搅拌4小时,反应完毕后,通过旋转蒸发仪减压蒸馏除去反应液中的溶剂得到粗产品,并用硅胶层析柱纯化得到纯净化合物HBTMC;所述化合物HBTMC的结构式如下:3)取0.1mmol化合物HBTMC、...

【专利技术属性】
技术研发人员:林伟英何隆薇杨雪玲徐凯欣
申请(专利权)人:济南大学
类型:发明
国别省市:山东;37

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1