一种新型生物硫醇荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种新型生物硫醇荧光探针及其制备方法，所述新型生物硫醇荧光探针为4‑[7‑(二乙氨基)‑2,2‑二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷‑3‑基]苯基‑2,4‑二硝基苯磺酸酯。制备方法包括：(1)4‑(二乙氨基)水杨醛与对氨基苯酚发生缩合反应；(2)步骤(1)所得5‑二乙氨基‑2‑[[(4‑羟基苯基)亚胺]甲基]‑苯酚与三氟化硼乙醚溶液在碱性条件下反应；(3)步骤(2)所得4‑[7‑(二乙氨基)‑2,2‑二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷‑3‑基]苯酚与2,4‑二硝基苯磺酰氯发生磺酰化反应，得到所述新型生物硫醇荧光探针。本发明专利技术荧光探针分子对生物硫醇的检测表现出较高的选择性和灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型生物硫醇荧光探针及其制备方法和应用
本专利技术属于分析化学
，尤其涉及一种新型生物硫醇荧光探针及其制备方法和应用。
技术介绍
生物体内的硫醇如半胱氨酸(Cys)，谷胱甘肽(GSH)，同型半胱氨酸(Hcy)在生理和病理过程中起至关重要的作用。然而，细胞内硫醇水平的改变与很多疾病密切相关。体内缺乏半胱氨酸会导致多种病症，如儿童生长缓慢，肝损伤和皮肤损伤等。谷胱甘肽(GSH)在细胞内含量在1mM到15mM之间，是细胞内最富裕的硫醇，在维持细胞的氧化还原动态平衡中起着重要作用。血液中同型半胱氨酸的浓度增加会导致维生素B12的缺失和老年痴呆症。因此，检测生物体系中硫醇具有非常重要的意义。相比其他方法，荧光法由于具有选择性好、灵敏度高、快速简便等优点，因此，开发硫醇荧光探针越来越受到重视。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种选择性好、灵敏度高、快速简便的新型生物硫醇荧光探针，还相应提供该新型生物硫醇荧光探针的制备方法和应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种新型生物硫醇荧光探针，所述新型生物硫醇荧光探针为4-[7-(二乙氨基)-2,2-二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷-3-基]苯基-2,4-二硝基苯磺酸酯，结构式如式(1)：作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的新型生物硫醇荧光探针的制备方法，包括以下步骤：(1)4-(二乙氨基)水杨醛与对氨基苯酚发生缩合反应，得到5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚，结构式如式(3)：(2)步骤(1)所得的5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚与三氟化硼乙醚溶液在碱性条件下反应，得到4-[7-(二乙氨基)-2,2-二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷-3-基]苯酚，结构式如式(2)：(3)步骤(2)所得的4-[7-(二乙氨基)-2,2-二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷-3-基]苯酚与2,4-二硝基苯磺酰氯发生磺酰化反应，得到式(1)所示的化合物。优选的，所述步骤(1)的具体过程为：将4-(二乙氨基)水杨醛和对氨基苯酚溶于无水乙醇中，加热回流缩合反应10～50min，将缩合反应液冷却至室温加入石油醚，减压过滤，用石油醚淋洗，得固体产物为5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚。优选的，所述4-(二乙氨基)水杨醛和对氨基苯酚的摩尔比为1∶1.1～1.5。优选的，所述步骤(2)的具体过程为：将5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚用二氯甲烷溶解，在氩气保护下，控温-5～0℃加入三氟化硼乙醚溶液和N,N-二异丙基乙胺，将反应液室温反应12～18h后，将反应液倒入饱和碳酸氢钠溶液中，用二氯甲烷萃取，合并有机相，有机相用饱和氯化钠溶液洗，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩除去溶剂，再用二氯甲烷重结晶，过滤所得物为4-[7-(二乙氨基)-2,2-二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷-3-基]苯酚。优选的，所述5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚、三氟化硼乙醚和N,N-二异丙基乙胺的摩尔比为1∶2.0～2.5：2.0～2.5。优选的，所述步骤(3)的具体过程为：将5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚、2,4-二硝基苯磺酰氯和三乙胺溶解于二氯甲烷中，在氩气保护下室温反应0.25～0.5h，反应完毕后，减压过滤，用二氯甲烷淋洗，得到式(1)所示的化合物。优选的，所述5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚、2,4-二硝基苯磺酰氯和三乙胺的摩尔比为1∶1.1～1.4∶1.2～1.5。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的新型生物硫醇荧光探针或上述的制备方法制得的新型生物硫醇荧光探针，将所述新型生物硫醇荧光探针与磷酸盐缓冲液(PBS)和二甲基亚砜(DMSO)的缓冲液混合，再加入待测溶液中，得到混合溶液，利用混合溶液的荧光变化来检测生物硫醇的存在与否。优选的，所述待测溶液中无生物硫醇时，所述混合溶液为无荧光发射；所述待测溶液中有生物硫醇时，所述混合溶液发出蓝色荧光。优选的，所述新型生物硫醇荧光探针检测生物硫醇的检出浓度下限分别为：半胱氨酸为44.7nM，谷胱甘肽为65.4nM，同型半胱氨酸为106.0nM。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术的一种新型生物硫醇荧光探针是以4-[7-(二乙氨基)-2,2-二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷-3-基]苯酚为荧光团，本专利技术的荧光团为首次报道。2、本专利技术的一种新型生物硫醇荧光探针是以2,4-二硝基苯磺酰基为识别单元的荧光探针，实践表明，本专利技术的荧光探针分子在对生物硫醇进行检测时表现出了较高的选择性和灵敏度。3、本专利技术的新型生物硫醇荧光探针的制备方法，只需要三步就可以完成，且后处理过程简单，适于工业化生产。附图说明图1为实施例1的式(1)所示的化合物(即新型生物硫醇荧光探针)的合成路线图。图2为实施例1制备的式(3)所示的化合物的1HNMR图谱。图3为实施例1制备的式(3)所示的化合物的13CNMR图谱。图4为实施例1制备的式(3)所示的化合物的ESI-MS图谱。图5为实施例1制备的式(2)所示的化合物的1HNMR图谱。图6为实施例1制备的式(2)所示的化合物的13CNMR图谱。图7为实施例1制备的式(2)所示的化合物的ESI-MS图谱。图8为实施例1制备的式(1)所示的化合物的1HNMR图谱。图9为实施例1制备的式(1)所示的化合物的13CNMR图谱。图10为实施例1制备的式(1)所示的化合物的ESI-MS图谱。图11为不同pH值对实施例1制备的式(1)所示的化合物和式(2)所示的化合物的荧光强度的影响((a)图)和不同pH值对实施例1制备的式(1)所示的化合物与Cys反应前后荧光强度的影响((b)图)。图12为式(2)所示的化合物、式(1)所示的化合物与生物硫醇(Cys、GSH和Hcy)反应前后的吸收光谱((a)图)和荧光光谱图((b)图)。图13为实施例1的式(1)所示的化合物与Cys反应的荧光光谱图；其中，(a)图为(1)所示的化合物与Cys反应后不同时间条件下荧光光谱的变化，(b)图为式(1)所示的化合物与Cys反应后在474nm处的荧光强度随时间的变化。图14为实施例1的式(1)所示的化合物(即新型生物硫醇荧光探针)对生物硫醇检测的反应机理图。图15为实施例1的式(1)所示的化合物分别与各种氨基酸和常见金属离子反应后在474nm处的荧光强度；图16为实施例1的式(1)所示的化合物分别与各种氨基酸和常见金属离子反应后的荧光颜色。图17为不同Cys浓度对实施例1的式(1)所示的化合物与Cys反应后在474nm处荧光强度的影响示意图；其中(a)图为不同Cys浓度条件下，式(1)所示的化合物与Cys反应后在474nm处荧光强度随时间的变化，(b)图为式(1)所示的化合物在474nm处的荧光强度随Cys浓度的变化。图18为不同GSH浓度对实施例1的式(1)所示的化合物与GSH反应后在474nm处荧光强度的影响示意图；其中(a)图为不同GSH浓度条件下，式(1)所示的化合物与GSH反应后在474nm处荧光强度随时间的变化，(b)图为式(1)所示的化合物在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型生物硫醇荧光探针，其特征在于，所述新型生物硫醇荧光探针为4‑[7‑(二乙氨基)‑2,2‑二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷‑3‑基]苯基‑2,4‑二硝基苯磺酸酯，结构式如式(1)：

【技术特征摘要】
1.一种新型生物硫醇荧光探针，其特征在于，所述新型生物硫醇荧光探针为4-[7-(二乙氨基)-2,2-二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷-3-基]苯基-2,4-二硝基苯磺酸酯，结构式如式(1)：2.一种如权利要求1所述的新型生物硫醇荧光探针的制备方法，包括以下步骤：(1)4-(二乙氨基)水杨醛与对氨基苯酚发生缩合反应，得到5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚，结构式如式(3)：(2)步骤(1)所得的5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚与三氟化硼乙醚溶液在碱性条件下反应，得到4-[7-(二乙氨基)-2,2-二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷-3-基]苯酚，结构式如式(2)：(3)步骤(2)所得的4-[7-(二乙氨基)-2,2-二氟苯并[e][1,3,2]恶唑硼烷-3-基]苯酚与2,4-二硝基苯磺酰氯发生磺酰化反应，得到式(1)所示的化合物。3.根据权利要求2所述的新型生物硫醇荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体过程为：将4-(二乙氨基)水杨醛和对氨基苯酚溶于无水乙醇中，加热回流缩合反应10～50min，将缩合反应液冷却至室温加入石油醚，减压过滤，用石油醚淋洗，得固体产物为5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚。4.根据权利要求3所述的新型生物硫醇荧光探针的制备方法，其特征在于，所述4-(二乙氨基)水杨醛和对氨基苯酚的摩尔比为1∶1.1～1.5。5.根据权利要求2所述的新型生物硫醇荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体过程为：将5-二乙氨基-2-[[(4-羟基苯基)亚胺]甲基]-苯酚用二氯甲烷溶解，在氩气保护下，控温-5～0℃加入三氟化硼乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱东建，任爱山，段振华，
申请(专利权)人：贺州学院，
类型：发明
国别省市：广西,45