基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针及其合成方法和应用，属于蛋白质检测技术领域。该荧光探针具有化学稳定性好、生物兼容性好，响应速度快、灵敏度高、响应范围宽、检出限低等优点，能够即时、在线的测定蛋白质。用本发明专利技术荧光探针可对非金属蛋白中的牛血清蛋白(BSA)和人血清蛋白(HSA)进行选择性检测，检出限可分别达到19.8nmol/L(1.32μg/mL)和24.5nmol/L(1.64μg/mL)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于蛋白质检测
，涉及一种在水相中测定蛋白质的荧光探针及其合成方法和检测方法，具体涉及一种基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针及其合成方法和应用。
技术介绍
蛋白质是生命体内重要的生物大分子，是生命活动的物质基础，是构成生物体内一切组织的基础物质，机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质的参与，因此它与各种形式的生命活动有着紧密的联系。同时蛋白质翻译后的修饰、蛋白质间相互作用、蛋白质构象等问题，仍依赖于通过对蛋白质的研究来解决。因此蛋白质的特异性识别和定量分析方法研究将直接推动蛋白质组学研究，并且蛋白质组学研究的进一步深入，将对药物筛选、临床诊断以及生命奥秘的揭示等领域的发展起到决定性的作用。目前，定量分析痕量蛋白质的方法有分光光度法、荧光光度法、共振瑞利散射光谱法、化学发光法、酶联免疫吸附法、等离子体共振法、纳米粒子法、过渡金属羰基碎片法等。在众多蛋白痕量检测方法中，荧光分析法以其选择性好、灵敏度高、动态响应范围宽、测试条件更加接近生命体的生理环境以及可以实时在线检测，能够成像和输出信号丰富等优点而被广泛地应用于蛋白质分析。因此，利用荧光传感器实现对各种蛋白质检测分析的方法备受关注。然而，现有的检测蛋白的荧光探针分子对分子合成技术以及分子的选择性有着高度的依赖性，且大多疏水性较强，限制其在水溶液中的应用以及对生物检测对象的传感。并且部分荧光化学传感器存在检测耗时长、灵敏度低等不足。而两亲性胆酸分子具有良好的生物兼容性、化学稳定性以及面双亲结构，因此可以在水中形成特定的非共价超分子聚集体，并且利用胆酸衍生物聚集体的荧光传感器对蛋白质的检测几乎没有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针及其合成方法和应用，该荧光探针灵敏度高、选择性好、测试范围广；该合成方法操作简单，对设备要求低，适合放大生产；该荧光探针能够广泛应用于蛋白质的检测工作中。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针，该荧光探针的结构式如下：式中，n＝2、3或4。本专利技术还公开了上述基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针的合成方法，包括以下步骤：1)合成芘磺酰基衍生物在氮气气氛及冰浴条件下，将芘磺酰氯的三氯甲烷溶液滴加到二氨基含氧烷烃的三氯甲烷溶液中，滴加完毕后，室温搅拌反应2～8h，然后将反应液洗涤、干燥、蒸除溶剂三氯甲烷，再将反应物经过柱层析分离纯化，制得结构式如下的芘磺酰基衍生物：式中，n＝2、3或4；2)合成末端为溴的芘磺酰基衍生物在氮气气氛及冰浴条件下，将溴乙酰溴的二氯甲烷溶液滴加到芘磺酰基衍生物和三乙胺的二氯甲烷溶液中，滴加完毕后继续反应24～30h，将反应物经过柱层析分离纯化，制得结构式如下的末端为溴的芘磺酰基衍生物：3)合成基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针在氮气气氛下，将胆酸钠加入末端为溴的芘磺酰基衍生物和碘化钠的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，在70～80℃下加热回流5～12h，待反应液冷却到室温后，蒸除溶剂N,N-二甲基甲酰胺，洗涤后萃取，然后干燥，再经过柱层析分离纯化，得到基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针。步骤1)中，芘磺酰氯与二氨基含氧烷烃的摩尔比为1：(5～10)；二氨基含氧烷烃为1,8-二氨基-3,6-二氧辛烷、3,6,9-三氧杂十一烷-1,11-二胺、或3,6,9,12-四氧杂十六烷-1,16-二胺。步骤1)中，所述洗涤是用饱和食盐水洗6～7次；所述干燥是用无水硫酸钠干燥过夜；所述柱层析分离纯化是采用二氯甲烷与甲醇按体积比为(20～40)：1配成的混合溶剂作为洗脱剂进行过柱分离。步骤2)中，芘磺酰基衍生物、溴乙酰溴及三乙胺的摩尔比为1：(1.5～3)：(1～2)。步骤2)中，调节滴加速度为5～6s/滴；所述柱层析分离纯化是采用乙酸乙酯与石油醚按体积比为(2～10)：1配成的混合溶剂作为洗脱剂进行过柱分离。步骤3)中，末端为溴的芘磺酰基衍生物、胆酸钠及碘化钠的摩尔比为1：(1.5～5)：(1.5～5)。步骤3)中，所述洗涤是用饱和食盐水洗3～4次；所述萃取是用二氯甲烷进行萃取；所述干燥是用无水硫酸钠干燥过夜；所述柱层析分离纯化是采用二氯甲烷与甲醇按体积比为(15～30)：:1配成的混合溶剂作为洗脱剂进行过柱分离。步骤1)、2)、3)中控制氮气流速为0.6～0.8mL/s。本专利技术还公开了上述基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针在检测蛋白质中的应用，其特征在于，所述的蛋白质为牛血清蛋白或人血清蛋白。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开了一种基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针，该探针以荧光量子产率高、对微环境敏感、荧光输出信号丰富的芘为报告基团，以含有寡聚乙氧基和仲胺基的链状分子为亲水性连接臂，通过引入生物兼容性好、具有面双亲结构的胆酸基团，制备了具有自组装能力的胆酸修饰的芘衍生物。该分子探针引入的胆酸具有面双亲结构保证了其在水相中的聚集，而引入的芘基团具有单体和激基缔合物多重荧光发射的特点，有望赋予聚集体系多波长交互响应识别性能，为创建新型的超分子荧光传感体系提供了可能。此处需要对该荧光探针的结构特点做出阐述，分析其优势。该基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针的化学稳定性好、生物兼容性好、响应速度快、选择性好，可直接进行检测。本专利技术公开的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针的合成方法操作简单，对设备要求低，适合放大生产。用本专利技术荧光探针可对非金属蛋白中的牛血清蛋白(BSA)和人血清蛋白(HSA)进行选择性检测，检出限可分别达到19.8nmol/L(1.32μg/mL)和24.5nmol/L(1.64μg/mL)。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针检测牛血清蛋白溶液的荧光强度变化曲线图；图2是本专利技术实施例1制备的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针检测牛血清蛋白溶液的浓度-IM/IE值关系曲线图；图3是本专利技术实施例1制备的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针检测人血清蛋白溶液的荧光强度变化曲线图；图4是本专利技术实施例1制备的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针检测人血清蛋白溶液的浓度-IM/IE值关系曲线图；图5是本专利技术实施例1制备的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针对8种蛋白质中牛血清蛋白和人血清蛋白的区分图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术公开了一种基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针，该荧光探针的结构式如下：式中，n为2或3或4。上述由胆酸修饰的芘荧光探针的合成方法由下述步骤组成：1)合成芘磺酰基衍生物在流速为0.6～0.8mL/s的氮气保护和冰浴条件下，按摩尔比为1:10将芘磺酰氯的三氯甲烷溶液滴加到二氨基含氧烷烃的三氯甲烷溶液中，滴加完后室温搅拌2小时，将反应液用饱和食盐水洗6～7次，然后用无水硫酸钠干燥过夜，蒸除三氯甲烷，用二氯甲烷与甲醇的体积比为30:1的混合溶剂作为洗脱剂柱层析纯化产物，得到式Ⅰ所示的芘磺酰基衍生物，其反应方程式如下：上述的二氨基含氧烷烃为1,8-二氨基-3,6-二氧辛烷、3,6,9-三氧杂十一烷-1,11-二胺、3,6,9,12-四氧杂十六烷-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针，其特征在于，该荧光探针的结构式如下：式中，n＝2、3或4。

【技术特征摘要】
1.一种基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针，其特征在于，该荧光探针的结构式如下：式中，n＝2、3或4。2.权利要求1所述的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1)合成芘磺酰基衍生物在氮气气氛及冰浴条件下，将芘磺酰氯的三氯甲烷溶液滴加到二氨基含氧烷烃的三氯甲烷溶液中，滴加完毕后，室温搅拌反应2～8h，然后将反应液洗涤、干燥、蒸除溶剂三氯甲烷，再将反应物经过柱层析分离纯化，制得结构式如下的芘磺酰基衍生物：式中，n＝2、3或4；2)合成末端为溴的芘磺酰基衍生物在氮气气氛及冰浴条件下，将溴乙酰溴的二氯甲烷溶液滴加到芘磺酰基衍生物和三乙胺的二氯甲烷溶液中，滴加完毕后继续反应24～30h，将反应物经过柱层析分离纯化，制得结构式如下的末端为溴的芘磺酰基衍生物：3)合成基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针在氮气气氛下，将胆酸钠加入末端为溴的芘磺酰基衍生物和碘化钠的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，在70～80℃下加热回流5～12h，待反应液冷却到室温后，蒸除溶剂N,N-二甲基甲酰胺，洗涤后萃取，然后干燥，再经过柱层析分离纯化，得到基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针。3.根据权利要求2所述的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针的合成方法，其特征在于，步骤1)中，芘磺酰氯与二氨基含氧烷烃的摩尔比为1：(5～10)；二氨基含氧烷烃为1,8-二氨基-3,6-二氧辛烷、3,6,9-三氧杂十一烷-1,11-二胺、或3,6,9,12-四氧杂十六烷-1,16-二胺。4.根据权利要求2所述的基于胆酸修饰的两亲性芘衍生物荧光探针的合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁立平，范俊梅，郑德民，卜雨，崔华华，房喻，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61