一种基于花菁的有机化合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及检测超氧阴离子自由基(O2

An organic compound based on Cyanine and its application

The present invention relates to the detection of superoxide anion radicals (O2)

【技术实现步骤摘要】
一种基于花菁的有机化合物及其应用
本专利技术涉及检测超氧阴离子自由基(O2·-)的近红外荧光探针，具体地说一种基于花菁的有机化合物及其应用。
技术介绍
超氧阴离子自由基(O2·-)是细胞中一种重要活性氧自由基，主要产生在线粒体。O2·-是一种涉及多种生理和病理过程(包括先天免疫和代谢稳态)的重要细胞信号分子。生物体内O2·-的含量变化及代谢失调均会导致一些疾病的发生。异常生成O2·-可能导致生物分子的氧化损伤。它的二次产物，如过氧化氢，羟基自由基，过氧化亚硝酰根离子和次氯酸酸也参与信号转导和多种病理过程，包括肺部动脉高血压，心肌病，动脉粥样硬化，缺血再灌注损伤，糖尿病，类风湿关节炎，自闭症，阿尔茨海默病，帕金森病，肌萎缩性侧索硬化和癌症。通过测定生物体内O2·-的含量,可实现对某些代谢疾病的诊断。因此,实现快速、灵敏的检测O2·-具有十分重要的意义。目前，用于检测O2·-的方法包括:电子顺磁共振法，高效液相色谱法、化学发光法、荧光分析法以及电化学方法等。在上述方法中，荧光法相比较而言更加具有吸引力，不仅简单易行，便于操作，具有高灵敏度、高选择性的特点，而且可以实现活细胞内O2·-的“原位可视化”检测，从而对其在生命体内进行“实时在线”观测。DanYang等公开了一类用以检测O2·-的荧光探针(D.Yanget.al,J.Am.Chem.Soc.,2015,137,6837-43129)，与O2·-作用后荧光增强从而检测O2·-的存在。但是这类荧光探针对O2·-响应慢，检出限高，不能用于快速地检测O2·-。而且此探针的激发发射波长位于紫外区，不能有效避免生物自体荧光的干扰，同时紫外光对生物体光漂白作用很大，易于损伤生物样品。为达到充分穿透到组织内部和避免细胞自发荧光干扰目的，大大降低外部环境的干扰，实现定量检测，仍然需要开发具有较长激发发射波长的可操作性荧光探针。因此，开发具有良好选择性，可在近红外区进行检测生物体系中O2·-的荧光探针具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于花菁的有机化合物及其应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于花菁的有机化合物，基于花菁的有机化合物结构式如式Ⅰ所示，一种基于花菁的有机化合物，基于花菁的有机化合物结构式如式II所示，一种基于花菁的有机化合物的制备方法，在氮气保护下,(4-溴丁基)三苯基溴化磷和叠氮钠溶于DMF中，于90-100℃条件下，搅拌至溶液由无色到浅黄色到红色，而后冷却至室温，再加入二氯甲烷，直到产生大量的沉淀，过滤收集滤液经萃取收集有机相、旋蒸所得沉淀经二氯甲烷溶解后加入乙酸乙酯得晶体化合物一；在氮气保护下，将抗坏血酸钠和CuSO4·5H2O的水溶液混合，得到含有铜(I)催化物质溶液，将商业花菁染料、化合物一和DIPEA加入到甲醇中，而后滴加至上述含有铜(I)催化物质溶液中，在氮气保护下，在室温下反应、反应物经纯化即为式II所示化合物；在氮气保护下，将式II所示化合物溶解在吡啶和二氯甲烷的混合物中，加入三氟甲磺酸酐，将所得混合物在-78--82℃下搅拌20-30分钟，然后在室温下再搅拌30-40分钟，然后，用10mL饱和NaHCO3水溶液淬灭反应，加入乙酸乙酯，并用盐酸中和，而后用盐水洗涤、纯化即得式Ⅰ所示化合物。一种基于花菁的有机化合物的应用，所述式Ⅰ所示的基于花菁的有机化合物在定量/定性检测超氧阴离子自由基(O2·-)中的应用。所述式Ⅰ所示的基于花菁的有机化合物用于定性/定量的检测生理环境下、细胞或生物体内外的O2·-超氧阴离子自由基(O2·-)中的应用。所述式Ⅰ所示的基于花菁的有机化合物用于定性/定量的检测线粒体中的O2·-超氧阴离子自由基(O2·-)中的应用。一种检测超氧阴离子自由基(O2·-)的近红外荧光探针，所述探针为式Ⅰ所示花菁的有机化合物，所述式Ⅰ所示的基于花菁的有机化合物用于定性/定量的检测生理环境下、细胞或生物体内外的O2-超氧阴离子自由基(O2-)中的应用。所述式Ⅰ所示的基于花菁的有机化合物与生理环境下、细胞或生物体内外的O2-超氧阴离子自由基(O2-)反应形成式II所示化合物，进而实现对O2-超氧阴离子自由基(O2-)的定性/定量的检测。本专利技术的有益效果：本专利技术用于作为O2·-荧光探针的化合物，其在O2·-存在下对应的荧光强度和发射波长发生变化，同时紫外吸收也对应发生改变，进而可用于水体系、模拟生理环境和细胞内O2·-水平的检测，并可大大降低外部检测条件的干扰，提高检测精度。本专利技术化合物用作荧光探针，可用于细胞内O2·-的检测，而且还可对细胞内的线粒体进行定位，这对深入研究O2·-在生物体内的产生、输送及累积等过程的动力学机理，进一步了解O2·-的生理作用，尤其是研究O2-在线粒体对抗氧化应激环境所起的作用具有重要的生物医学意义。附图说明图1为本专利技术实施例提供的采用的荧光探针对O2·-检测前后紫外吸收变化。图2为本专利技术实施例提供的采用的荧光探针对O2·-检测前后荧光变化。图3为本专利技术实施例提供的所采用的荧光探针与O2·-作用后在742nm和790nm处荧光强度比率值变化曲线图。图4为本专利技术实施例提供的所采用的荧光探针对O2-的选择性示意图；其中，横坐标从左至右依次为：O2·-、空白对照、羟基自由基、单线态氧、次氯酸、过氧化氢、脂质过氧化物、亚硝酰氢、过氧化亚硝酰阴离子、亚硝酸根离子、一氧化氮、过氧化叔丁醇、过氧化甲基亚油酸盐和枯烯过氧化氢。图5为本专利技术实施例提供的采用荧光探针用于检测细胞线粒体内O2-的共聚焦显微镜成像。具体实施方式下面结合附图及实施例用于进一步说明本专利技术，但本专利技术不限于实施例。本专利技术化合物如结构式Ⅰ所示，以所述化合物作为O2·-的荧光探针。本专利技术O2·-荧光探针的这类化合物，在O2·-存在下对应的荧光波长发生明显位移，可用于O2·-的检测，并可大大降低外部检测条件的干扰，提高检测精度。此专利技术O2·-荧光探针的这类化合物，在O2·-存在时，紫外吸收亦发生明显变化，可同时用紫外分光光度计及肉眼进行检测。这类化合物作为荧光探针可用于细胞内外O2·-水平的检测，这对深入研究O2·-在生物体内的产生、输送及累积等过程的动力学机理，尤其是研究O2·-在线粒体中的生理作用具有重要的生物医学意义。实施例1基于花菁的有机化合物结构式为：式Ⅰ化合物与待测定水体、模拟生理环境或生物体内外中的O2·-结合，得结构式II结构的化合物从而导致式Ⅰ化合物的荧光强度和波长的改变，以及紫外吸收的改变，进而利用式Ⅰ化合物在O2·-下形成式II化合物可对O2·-进行定性、定量的检测。基于花菁的式Ⅰ有机化合物的制备：(1)化合物一的制备在氮气保护下,(4-溴丁基)三苯基溴化磷(14.35g,30mmol)和叠氮钠(3.9g,60mmol)溶于50mLDMF中。90℃条件下，搅拌，过夜。溶液的颜色由无色到浅黄色到红色。将反应瓶冷却到室温，加入50mL二氯甲烷，直到产生大量的沉淀。过滤，收集滤液。用50mL二氯甲烷和50mL蒸馏水萃取三次，收集有机相，旋蒸。旋蒸后的产物置入圆底烧瓶中，安装回流装置，加热10min，搅拌，加入约7.5毫升的二氯甲烷使其完全溶解，40℃回流30min。溶液微沸时，加入乙酸乙酯，使溶液有白色晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于花菁的有机化合物，其特征在于：基于花菁的有机化合物结构式如式Ⅰ所示，

【技术特征摘要】
1.一种基于花菁的有机化合物，其特征在于：基于花菁的有机化合物结构式如式Ⅰ所示，2.一种基于花菁的有机化合物，其特征在于：基于花菁的有机化合物结构式如式II所示，3.一种权利要求1或2所述的基于花菁的有机化合物的制备方法，其特征在于：在氮气保护下,(4-溴丁基)三苯基溴化磷和叠氮钠溶于DMF中，于90-100℃条件下，搅拌至溶液由无色到浅黄色到红色，而后冷却至室温，再加入二氯甲烷，直到产生大量的沉淀，过滤收集滤液经萃取收集有机相、旋蒸所得沉淀经二氯甲烷溶解后加入乙酸乙酯得晶体化合物一；在氮气保护下，将抗坏血酸钠和CuSO4·5H2O的水溶液混合，得到含有铜(I)催化物质溶液，将商业花菁染料、化合物一和DIPEA加入到甲醇中，而后滴加至上述含有铜(I)催化物质溶液中，在氮气保护下，在室温下反应、反应物经纯化即为式II所示化合物；在氮气保护下，将式II所示化合物溶解在吡啶和二氯甲烷的混合物中，加入三氟甲磺酸酐，将所得混合物在-78—-82℃下搅拌20-30分钟，然后在室温下再搅拌30-40分钟，然后，用10mL饱和NaHCO3水溶液淬灭反应，加入乙酸乙酯，并用盐酸中和，而后用盐水洗涤、纯化即得式Ⅰ所示化合物。4.一种权利要求1所述的基于花菁的有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈令新，韩潇玥，于法标，王蕊，
申请(专利权)人：中国科学院烟台海岸带研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37