基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2荧光探针及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2荧光探针及其制备和应用，结构式如式（Ⅰ）所示：

A beta monomer, SO2 and H2O2 fluorescent probes based on benzo pirarubicin and their preparation and Application

The invention provides an A beta monomer, SO2 and H2O2 fluorescent probe based on benzopyranium and its preparation and application. The structure is shown in formula (I):

【技术实现步骤摘要】
基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2荧光探针及其制备和应用
本专利技术涉及有机小分子荧光探针和生物传感
，具体涉及一种基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2荧光探针及其制备和应用。
技术介绍
阿尔茨海默病（Alzheimer’sdisease，AD）严重威胁老年人的生命健康，给患者、家庭和社会造成了沉重的负担。β-淀粉样蛋白（Aβ）是AD的疾病标志物。在AD疾病的不同阶段，Aβ以单体、二聚体和寡聚体以及纤维、聚集和斑块等不同形式存在。Aβ蛋白存在形式不同，由其导致的毒性也有很大的差异。在AD早期阶段，Aβ一般以单体形式存在，因此开发特异性检测Aβ单体的荧光探针对AD早期诊断具有重要的意义。二氧化硫（SO2）是常见的空气污染物，可促进Aβ纤维的生长并且具有引发或促进AD产生的效果，并且AD与由H2O2引起的氧化应激密切相关，因此开发特异性识别传感Aβ、SO2和H2O2的荧光探针具有重要意义，可为AD早期诊断、发病机制和新药研发提供有效的工具。目前仍未有程序识别传感Aβ、SO2和H2O2的荧光探针被报道。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2的荧光探针及其制备方法和应用，基于本专利技术（I）的探针分子在溶液中受光激发后可发生扭曲的分子内电荷转移（TICT）导致探针具有很弱的荧光。与Aβ单体结合后，探针分子（I）的TICT作用被抑制，致使探针（I）的荧光增强，通过荧光强度的增强可对Aβ单体进行特异性识别传感。探针（I）与二氧化硫衍生物（亚硫酸钠和亚硫酸氢钠）发生亲核性加成反应，导致荧光猝灭，通过荧光的猝灭能对二氧化硫进行特异性检测。H2O2可与探针与SO2加成产物发生氧化反应生成探针（I），恢复探针（I）的荧光，因此实现对Aβ单体、SO2和H2O2的程序识别传感。实现本专利技术的技术方案是：基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2荧光探针，结构式如式（Ⅰ）所示：。所述的基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2的荧光探针的制备方法，步骤如下：将4-二乙氨基水杨醛和对甲胺基苯乙酮溶于浓硫酸，将混合物在80-100℃下搅拌1-3h并冷却至室温；然后，将反应混合物倒入冰中并加入70％的高氯酸，通过过滤收集得到沉淀，经过进一步纯化得到结构式为（Ⅰ）的荧光探针。所述对甲胺基苯乙酮的结构式为。所述对甲胺基苯乙酮与4-二乙氨基水杨醛的物质的量之比为1:（1-2）。所述的浓硫酸和高氯酸的体积比为6：(0.8-1.2)。以0.5mmol对甲胺基苯乙酮为基准，浓硫酸的用量为3.0mL。所述的荧光探针在识别水溶液中的Aβ蛋白中的应用，在Aβ蛋白存在下荧光探针能够识别SO2衍生物，在Aβ蛋白和SO2衍生物都存在的条件下，荧光探针能够识别H2O2。所述Aβ蛋白为以可溶形式存在的Aβ蛋白单体。上述应用具体的，包括以下步骤：（1）配制pH7.4的PBS(10mM)缓冲溶液；称取探针，用DMSO溶解，准确配制2mM的探针储存液；配制20mM的Aβ42单体溶液、亚硫酸氢钠溶液及过氧化氢溶液；（2）向比色皿中加入2mL的PBS缓冲溶液后，加入1µL浓度为2mM的探针储存液，以590nm的光进行激发，探针具有很弱的荧光发射；再加入20当量的Aβ单体，638nm的荧光迅速增强，约30s达到响应平台。该探针与Aβ42单体反应迅速，更好地适用于样品的实时分析与检测；向以上含有探针-Aβ42单体的溶液中再加入300μM的亚硫酸氢钠（SO2供体），638nm的荧光迅速降低，约1min达到响应平台。该探针-Aβ42单体与HSO3-反应迅速，能更好地适用于样品的实时分析与检测；向以上含有探针-Aβ42单体-HSO3-的溶液中再加入300μM的H2O2，638nm的荧光迅速增强，约20min达到响应平台。该探针-Aβ单体-HSO3--H2O2溶液反应迅速，能更好地用于对阿尔茨海默病的发病机制和早期诊断的研究；（3）向比色皿中加入2mL的PBS缓冲溶液后，加入1µL浓度为2mM的探针储存液后，再加入20当量的Aβ单体、Aβ聚合物、人血清白蛋白（HSA）、免疫球蛋白（IgG）、牛血清白蛋白和各种蛋白，590nm光源照射下，收集638nm的荧光发射光谱，进行选择性研究。相比于干扰物，该探针能特异性识别Aβ单体。（4）向比色皿中加入2mL的PBS缓冲溶液后，加入1µM的探针储存液，加入不同浓度的Aβ单体（0-30μM）。通过分析，该探针在生理学浓度范围内有很好的线性关系，具有很高的灵敏度，可以应用于生命样本中Aβ单体的检测。向以上含有探针-Aβ单体的溶液中逐渐加入亚硫酸氢钠（0-300μM），638nm处的荧光强度逐渐减小，在0-100μM浓度范围内对亚硫酸氢钠显示了良好的线性响应。向以上含有探针-Aβ单体-HSO3-的溶液中逐渐加入H2O2（0-300μM），638nm处的荧光强度逐渐增强，在0-200μM的浓度范围内对H2O2显示了良好的线性关系。本专利技术的有益效果是：（1）探针合成十分简单，便于操作；（2）本专利技术能实现Aβ单体的特异性检测和快速识别，截止到目前为止，仍未有基于花色素的Aβ探针被报道，本专利技术能够很好的区分Aβ单体和Aβ聚合物；（3）本专利技术基于花色素衍生物的远红和近红外荧光探针能够同时或程序识别传感Aβ、SO2和H2O2，为AD发病机制、早期诊断和新药研发提供有效的工具。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是在PBS缓冲（10mM，pH=7.4）体系中，探针（I）（1μM）与20当量Aβ42单体和Aβ42聚合物在PBS缓冲溶液中的荧光发射光谱。图2是在PBS缓冲（10mM，pH=7.4）体系中，探针（I）（1μM）加入20当量链霉亲和素（SA）、刀豆蛋白A（ConA）、牛血清白蛋白（BSA）、人血清白蛋白（HSA）和Aβ42单体后的荧光强度变化图。图3是在PBS缓冲（10mM，pH=7.4）体系中，探针（I）（1μM）与20当量Aβ42单体在638nm处荧光发射峰随时间变化的荧光发射光谱。图4是在PBS缓冲（10mM，pH=7.4）体系中，探针（I）-Aβ42单体与NaHSO3（300μM）在638nm处荧光发射峰随时间变化的荧光发射光谱。探针（I）的浓度为1μM，Aβ42单体的浓度为300μM。图5是在PBS缓冲（10mM，pH=7.4）体系中，探针（I）-Aβ42单体-NaHSO3体系与H2O2（300μM）在638nm处荧光发射峰随时间变化的荧光发射光谱。探针（I）的浓度为1μM，Aβ42单体的浓度为300μM，NaHSO3的浓度为300μM。图6是在PBS缓冲（10mM，pH=7.4）体系中，探针（I）（1μM）随Aβ42单体浓度（0-30μM）变化的荧光发射光谱。图7是在PBS缓冲（10mM，pH=7.4）体系中，探针（I）-Aβ42单体在PBS缓冲溶液中随NaHSO3浓度变化的荧光发射光谱。探针（I）的浓度为1μM，Aβ42单体的浓度为300μM，NaHSO3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2荧光探针，其特征在于结构式如式（Ⅰ）所示：

【技术特征摘要】
1.基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2荧光探针，其特征在于结构式如式（Ⅰ）所示：。2.权利要求1所述的基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2的荧光探针的制备方法，其特征在于步骤如下：将4-二乙氨基水杨醛和对甲胺基苯乙酮溶于浓硫酸，将混合物在80-100℃下搅拌1-3h并冷却至室温；然后，将反应混合物倒入冰中并加入70％的高氯酸，通过过滤收集得到沉淀，经过进一步纯化得到结构式为（Ⅰ）的荧光探针。3.根据权利要求2所述的基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述对甲胺基苯乙酮的结构式为。4.根据权利要求2所述的基于苯并吡喃鎓的Aβ单体、SO2和H2O2的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述对甲胺基苯乙酮与4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙远强，陈晓岚，李朝辉，姬丹阳，张自强，何山，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41