一种双光子荧光分子探针及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种检测超氧化物阴离子(O2

A Two-photon Fluorescent Molecular Probe and Its Preparation and Application

The invention provides a method for detecting superoxide anions (O2).

【技术实现步骤摘要】
一种双光子荧光分子探针及其制备方法与应用
本专利技术属于生化检测领域，特别涉及一种新的双光子荧光分子探针，还涉及该分子探针的制备方法及其用于体内外超氧化物阴离子和氢离子浓度变化检测中的应用。
技术介绍
活性氧(ROS)是细胞生命活动中重要的活性中间体，在许多细胞代谢毒理学机制中发挥病原体的作用。研究表明，ROS过多可能与多种疾病的形成有关，包括糖尿病、炎症、癌症、免疫缺陷和神经退行性疾病[Halliwell,B.,andGutteridge,J.Oxygentoxicity,oxygenradicals,transitionmetalsanddisease.BiochemicalJournal,1984,219,1-14.]。因为其他ROS超氧化物阴离子(O2·-)的前身是疾病过程中生成的[Dickinson,B.C.,andChang,C.J.Chemistryandbiologyofreactiveoxygenspeciesinsignalingorstressresponses.Nat.Chem.Biol.2011,7,504-511.]，有必要检测O2·-通量和疾病之间的关系，阐明疾病发生的机制。因此，细胞生命活动中ROS的研究受到了广泛的关注，尤其是在现代荧光成像的帮助下，由于其高灵敏度，满足空间和时间分辨率的要求[Li,R.,Mao,Z.,Rong,L.,Wu,N.,Lei,Q.,Zhou,J.,Zhuang,L.,Zhang,X.,andLiu,Z.Atwo-photonfluorescentprobeforexogenousandendogenoussuperoxideanionimaginginvitroandinvivo.BiosensorsandBioelectronics,2017,87,73–80.Dodani,S.C.,Leary,S.C.,Cobine,P.A.,Winge,D.R.,andChang,C.J.Atargetablefluorescentsensorrevealsthatcopper-deficientSCO1andSCO2patientcellsprioritizemitochondrialcopperhomeostasis.J.Am.Chem.Soc.2011,133,8606-8616.]。细胞代谢环境是否正常，O2·-首先在细胞产生，然后迅速转化为过氧化氢(H2O2)。结果，他们导致其他细胞中活性氧的形成，这意味着O2·-的总浓度的细胞可能反映了其他ROS的浓度水平[Turrens,J.F.Mitochondrialformationofreactiveoxygenspecies.J.Physiol.2003,552,335-344.]。细胞生命活动中所含的硫醇提供了丰富的还原物质，是抗氧化防御系统氧化还原稳态的核心。研究表明，谷胱甘肽(GSH)是最丰富的内源性硫醇。根据细胞类型，谷胱甘肽的浓度范围为1mm-15mm[Wang,R.,Chen,L.,Liu,P.,Zhang,Q.,andWang,Y.Sensitivenear-infraredfluorescentprobesforthiolsbasedonSe-Nbondcleavage:imaginginlivingcellsandtissues.Chemistry.2012,18,11343-11349.Yu,F.,Li,P.,Song,P.,Wang,B.,andZhao,J.Facilitativefunctionalizationofcyaninedyebyanon-off-onfluorescentswitchforimagingofH2O2oxidativestressandthiolsreducingrepairincellsandtissues.ChemicalCommunications,2012,48,4980-4982.Niu,L.Y.,Guan,Y.S.,Chen,Y.Z.,Wu,L.Z.,andTung,C.H.BODIPY-basedratiometricfluorescentsensorforhighlyselectivedetectionofglutathioneovercysteineandhomocysteine.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2012,134,18928-18931.]。据报道，O2·-和细胞内谷胱甘肽的反应会导致增加耗氧量和GSSG形成，这是一个重要的细胞内氧化还原因子[Winterbourn,C.C.,andMetodiewa,D.Thereactionofsuperoxidewithreducedglutathione.Arch.Biochem.Biophys.1994,314,284–290.]。在细胞中，GSH主要通过降低GSSG来控制氧化还原的平衡。检测谷胱甘肽和O2·-之间的浓度变化，还可以揭示内源O2·-的生理和病理作用[Zhang,W.,Li,P.,Yang,F.,Hu,X.,Sun,C.,Zhang,W.,Chen,D.,andTang,B.Dynamicandreversiblefluorescenceimagingofsuperoxideanionfluctuationsinlivecellsandinvivo.J.Am.Chem.Soc.2013,135,14956-14959.]。细胞内H+浓度作为重要的代谢和细胞参数，在许多细胞活动中起着重要的调节作用[Li,P.,Xiao,H.,Cheng,Y.,Zhang,W.,Wang,H.,andTang,B.Anear-infrared-emittingfluorescentprobeformonitoringmitochondrialpH.Chem.Commun.2014,50,7184-7187.]。研究表明，许多疾病的发生与细胞内细胞质或酸性细胞器pH异常有关[Tang,B.,Liu,X.,Xu,K.,Huang,H.,Yang,G.,andAn,L.Adualnear-infraredpHfluorescentprobeanditsapplicationinimagingofHepG2cells.Chem.Commun.2007,41,3726–3728]。O2·-和pH值已经吸引了广泛关注疾病的细胞功能障碍[Zhang,W.,Wang,X.,Li,P.,Xiao,H.,Zhang,W.,Wang,H.,andTang,B.IlluminatingsuperoxideanionandpHenhancementsinapoptosisofbreastcancercellsinducedbymitochondrialhyperfusionusinganewtwo-photonfluorescencefrobe.AnalyticalChemistry,2017,89,6840-6845.]。因为O2·-是其中最重要的细胞内活性氧的来源，它扮演着一个重要的角色在细胞形态学和细胞凋亡的调控。研究表明细胞内的pH值密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双光子荧光分子探针，结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种双光子荧光分子探针，结构式如下：2.一种权利要求1所述的双光子荧光分子探针的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：在氩气或氮气保护气体存在下，化合物1与化合物2反应制得双光子荧光分子探针TP-SJH，反应方程式为：3.根据权利要求2所述的一种双光子荧光分子探针的制备方法，其特征在于：化合物1和化合物2的摩尔比为1：(0.5-5)，反应温度为40-70℃，反应时间为3～7h，反应溶剂为无水的EtOH或MeOH。4.根据权利要求3所述的一种双光子荧光分子探针的制备方法，其特征在于：化合物1和化合物2的摩尔比为1：(1-5)，反应温度为50-70℃，反应时间为4～6h，反应溶剂为无水的EtOH或MeOH。5.根据权利要求3所述的一种双光子荧光分子探针的制备方法，其特征在于：化合物1和化合物2的摩尔比为1：0.5，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙春龙，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：发明
国别省市：山东,37