一种丙二醛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丙二醛荧光探针及其制备方法和应用。该探针结构式如下：

MDA fluorescent probe, preparation method and application thereof

The invention discloses a fluorescence probe of malonaldehyde, a preparation method and an application thereof. The probe is structured as follows:

【技术实现步骤摘要】
一种丙二醛荧光探针及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种丙二醛荧光探针及其制备方法和应用，属于分析化学

技术介绍
丙二醛(MDA)是机体内的氧自由基攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸形成的脂质过氧化物，它的产生还能加剧膜的损伤。由于丙二醛的生物活性很高，被认作为是一种能诱导有机体突变和导致动脉粥样硬化的有毒物质。在人体体内，异常水平的丙二醛被证实与白血病、糖尿病、癌症、心血管疾病、气喘、动脉粥样硬化等疾病有关。在植物衰老生理和抗性生理研究中，丙二醛含量是一个常用指标，测试丙二醛的含量可以反映机体内脂质过氧化的程度，反映出细胞损伤的程度。因此，在植物衰老和抗性生理研究中，丙二醛含量是一个非常重要的指标。另外，还可以通过丙二醛含量的测定，间接评估植物膜系统受损程度以及植物的抗逆性。因此，专利技术一种方便快速检测生理环境中丙二醛含量的方法，具有重要的现实意义。传统的测定方法是利用过氧化降解产物中的丙二醛与硫代巴比妥酸(TBA)在高温和酸性条件下缩合，形成的红色产物三甲川(3,5,5-三甲基恶唑2,4-二酮)于532nm处有最大吸收峰来进行测定的。该方法需要对生物样本进行破坏性的处理，无法对生理环境中的丙二醛进行无损检测。近年来，小分子有机荧光探针受到科学界的广泛关注，它与特定目标分析物发生作用后，荧光信号会发生变化，以达到检测目的。利用荧光探针进行检测的荧光分析法具有特异选择性、高灵敏度、响应时间快等特征，并且对细胞内目标分子进行非侵入性的实时在线成像检测，形象具体地观察到信号变化。因此，研究一种简便、快速的丙二醛含量检测方法是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术通过分子设计，合成出了一种丙二醛荧光探针，简称FDP；并进一步提供了探针FDP的制备方法和应用。本专利技术的技术方案如下：一种丙二醛荧光探针，它具有如下式(Ⅰ)所示的结构：所述荧光探针激发波长为373nm，随着丙二醛含量的逐渐增加，其在554nm处的荧光峰值逐渐增强。所述的丙二醛荧光探针能抗甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、异戊醛、2-乙基丙烯醛、2-乙基丁醛、3-甲基-2-丁烯醛、乙醛酸、乙酰丙酮、丙酮、硝酸根、亚硝酸根、一氧化氮、超氧根、单线态氧、双氧水、次氯酸、硫化氢、L-半胱氨酸和还原谷胱甘肽的干扰。上述的丙二醛荧光探针的制备方法，包括如下步骤：1)将0.2mmol的4-氯-7-氯磺酰基-2,1,3-苯并恶二唑和0.2mmol的3-丙胺基三苯基膦溴化盐置于圆底烧瓶中，滴加二氯甲烷至溶解，随后加入一滴三乙胺，然后氮气保护下，常温搅拌反应1小时，待反应完全后除去反应液中的二氯甲烷得到粗产品，将粗产品分离提纯得化合物3；2)取0.16mmol化合物3置于圆底烧瓶中，滴加乙醇至反应物完全溶解，随后用滴管滴加5滴80％水合肼，在常温和搅拌条件下搅拌反应2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目标探针化合物，简记为FDP。所述步骤(1)中化合物3的分离提纯方法为：以体积比为2:1的乙酸乙酯与石油醚为洗脱剂，用柱层析色谱进行纯化分离。所述步骤(2)中硅胶柱层析纯化所用洗脱剂体积比为乙酸乙酯：乙醇＝100:1。上述的荧光探针的合成路线如下：本专利技术丙二醛荧光探针的用途：通过荧光光谱仪测试在水溶液中由丙二醛引起荧光探针FDP的荧光光谱变化来检测水环境中的丙二醛；或者通过共聚焦显微镜对分别共同孵育了荧光探针FDP和丙二醛的人宫颈癌细胞或洋葱组织进行荧光成像，观察绿色通道荧光信号的变化以达到检测哺乳动物细胞或植物组织环境中的丙二醛的目的。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的丙二醛的检测；(3)本专利技术实现了哺乳动物细胞中的丙二醛的检测；(4)本专利技术实现了植物细胞中的丙二醛的检测。附图说明图1是实施例1中化合物3的1HNMR图谱；图2是实施例1中化合物3的13CNMR图谱；图3是实施例1中化合物FDP的1HNMR图谱；图4是实施例1中化合物FDP的13CNMR图谱；图5是实施例1中探针FDP随不同量丙二醛的加入荧光谱图的变化情况；图中，丙二醛浓度依次为：0、10、30、50、70、100、150、200、250、300、350、450、550、650、750、900、1050、1200μmol/L的荧光光谱；图6是实施例3中探针FDP与丙二醛随时间变化的554nm处荧光强度值变化图；图7是肉眼观察到探针FDP(10μmol/L)在PBS缓冲溶液与丙二醛在便携式紫外灯365nm光源照射条件下的变化。图8是实施例4中探针FDP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，甲醛；3，乙醛；4，丙醛；5，丁醛；6，异戊醛；7，2-乙基丙烯醛；8，2-乙基丁醛；9，3-甲基-2-丁烯醛；10，乙醛酸；11，乙酰丙酮；12，丙酮；13，硝酸根；14，亚硝酸根；15，一氧化氮；16，超氧根；17，单线态氧；18，双氧水；19，次氯酸；20，硫化氢；21，L-半胱氨酸；22，还原谷胱甘肽。图9是实施例5中探针FDP与HeLa细胞中丙二醛响应的荧光成像图；图中，(a-c)是加入探针FDP孵育20分钟后的成像，(d-f)是先加入探针FDP孵育20分钟，随后加入丙二醛继续培育30分钟后的成像。(a,d)明场成像；(b,e)绿色通道成像；(c,f)明场和绿色通道成像叠加图；激发波长为405nm；标尺为20微米。图10是实施例6中探针FDP与洋葱组织中丙二醛响应的荧光成像图；图中，(a-c)是加入探针FDP孵育30分钟后的成像，(d-f)是先加入β-丙氨酰-L-组氨酸孵育60分钟，随后加入探针FDP继续培育30分钟后的成像。(a,d)明场成像；(b,e)绿色通道成像；(c,f)明场和绿色通道成像叠加图；激发波长为405nm；标尺为100微米。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不受下述实施例的限制。实施例1化合物3的合成：将取50mg4-氯-7-氯磺酰基-2,1,3-苯并恶二唑(1)(0.2mmol)和80mg3-丙胺基三苯基膦溴化盐(2)(0.2mmol)至于圆底烧瓶中，加入二氯甲烷使之完全溶解，随后滴加入一滴三乙胺，在氮气保护和常温下搅拌1小时，反应完毕通过旋转蒸发仪减压蒸馏将溶剂(二氯甲烷)除去得到粗产品。以体积比为2:1的乙酸乙酯与石油醚为洗脱剂，用硅胶(200-300目)层析柱进行纯化，得到79mg淡黄色固体3(产率为：63％)。1HNMR(400MHz,CD3OD),δ(ppm):1.81-1.87(m,2H),3.15-3.16(2H),3.39-3.47(2H),7.64-7.66(d,J＝7.6Hz,1H),7.73-7.75(7H),7.77-7.79(4H),7.87(s,1H),7.88-7.91(3H),8.01-8.03(d,J＝7.6Hz,1H)；13CNMR(100MHz,CD3OD):δ(ppm):20.23,24.64,44.02,119.14,120.00,128.03,129.40,131.45,131.59,131.72,134.79,134.89,135.72,136.43,146.64,150.39。化合物FDP的合成：取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙二醛荧光探针，其特征在于，它具有如下式(Ⅰ)所示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种丙二醛荧光探针，其特征在于，它具有如下式(Ⅰ)所示的结构：2.根据权利要求1所述的丙二醛荧光探针，其特征在于，所述荧光探针激发波长为373nm，随着丙二醛含量的逐渐增加，其在554nm处的荧光峰值逐渐增强。3.根据权利要求1所述的丙二醛荧光探针，其特征在于，其能抗甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、异戊醛、2-乙基丙烯醛、2-乙基丁醛、3-甲基-2-丁烯醛、乙醛酸、乙酰丙酮、丙酮、硝酸根、亚硝酸根、一氧化氮、超氧根、单线态氧、双氧水、次氯酸、硫化氢、L-半胱氨酸和还原谷胱甘肽的干扰。4.一种权利要求1、2或3所述的丙二醛荧光探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将0.2mmol的4-氯-7-氯磺酰基-2,1,3-苯并恶二唑和0.2mmol的3-丙胺基三苯基膦溴化盐置于圆底烧瓶中，滴加二氯甲烷至溶解，随后加入一滴三乙胺，然后氮气保护下，常温搅拌反应1...

【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