一种检测亚硫酸盐的生物发光探针及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种检测亚硫酸盐的生物发光探针及其制备方法和用途，该探针是如式I所示的化合物，或其盐，或其立体异构体。其中，n为1～5的整数；R

A bioluminescent probe for sulfite detection and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种检测亚硫酸盐的生物发光探针及其制备方法和用途
本专利技术属于生物检测
，具体涉及一种检测亚硫酸盐的生物发光探针及其制备方法和用途。
技术介绍
亚硫酸盐是一类很早即在世界范围内广泛使用的食品添加剂，可作为食品漂白剂，防腐剂；可抑制非酶褐变和酶促褐变，防止食品褐变，使水果不至黑变，还能防止鲜虾生成黑斑；在酸性介质中，还是十分有效的抗菌剂。由于亚硫酸盐对于食品储存等有重要的作用，在食品领域中广泛应用。因此，亚硫酸盐很容易随着食品进入人体。虽然人体中有一种亚硫酸氧化酶，可以催化亚硫酸盐与氧结合生成无毒害的SO42-；但是，如果亚硫酸盐在人体中的含量过多，无法及时转化成无毒害的SO42-，就会对人体造成危害。研究表明，当人体亚硫酸盐过量时，可造成胃肠障碍，引起剧烈腹泻；严重的会慢性中毒，引起头疼，肾脏障碍，红血球和血红蛋白减少等症状。最近研究还表明亚硫酸盐可对染色体及DNA造成损伤。由于亚硫酸盐对人体危害较大，而日常摄入又比较容易，因此，如果能够对体内亚硫酸盐进行检测，对于临床研究和治疗具有重要意义。生物发光探针因其高灵敏性、高分辨率而成为检测亚硫酸盐强有力的工具。目前，用于检测亚硫酸盐的探针正在不断发展，但是都存在不少问题，如：检测限达不到要求，检测灵敏度低，反应时间长，抗干扰能力差，不能用于活体动态可视化检测等。因此，开发一种对亚硫酸盐选择性高、检测灵敏度高、检测速度快，抗干扰能力强，可用于活体动态可视化检测的生物发光探针具有重要的临床意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种检测亚硫酸盐的生物发光探针及其制备方法和用途。本专利技术提供了一种如式I所示的化合物，或其盐，或其立体异构体：其中，n为1～5的整数；R1、R2、R3、R4、R5、R6分别独立选自氢、C1～C6烷基、C1～C6烷氧基、卤素、羟基、羧基、氨基、硝基。进一步地，所述化合物如式II所示：其中，n为1～5的整数；R1选自氢、羧基、C1～C3烷基。进一步地，所述化合物如式III所示：其中，n为1～5的整数。进一步地，所述化合物的结构式如式IV所示：本专利技术还提供了一种前述的化合物的制备方法，它包括如下步骤：n为1～5的整数，步骤1：将原料I与原料II于有机溶剂中混合溶解，加入缩合剂、碱和催化剂反应，得中间体III；步骤2：将中间体III溶解于甲醇和二氯甲烷混合溶液中，再加入含D-半胱氨酸的甲醇水溶液，惰性气体保护下反应，即得。进一步地，步骤1中，所述原料I、原料II、缩合剂、碱和催化剂的摩尔比为(1～4)：(0.5～1)：(2～4)：(2～4)：(0.1～0.5)；所述原料I与有机溶剂的摩尔体积比为(2～4)：(20～40)(mmol：mL)；和/或，步骤2中，所述中间体III与D-半胱氨酸的摩尔比为(0.5～1)：(1～2)；所述中间体III与甲醇和二氯甲烷混合溶液的摩尔体积比为(0.5～1)：(10～20)(mmol：mL)；所述中间体III与含D-半胱氨酸的甲醇水溶液的摩尔体积比为(0.5～1)：(3～6)(mmol：mL)；优选地，步骤1中，所述原料I、原料II、缩合剂、碱和催化剂的摩尔比为1.2：1：2：2：0.1；所述原料I与有机溶剂的摩尔体积比为1.2：20(mmol/mL)；和/或，所述步骤2中，中间体III与D-半胱氨酸的摩尔比为1：1；所述中间体III与甲醇和二氯甲烷混合溶液的摩尔体积比为0.5：5(mmol/mL)；所述中间体III与含D-半胱氨酸的甲醇水溶液的摩尔体积比为0.5：2(mmol/mL)。进一步地，步骤1中，所述有机溶剂为二氯甲烷；所述缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐；所述碱为有机碱；所述催化剂为4-二甲氨基吡啶；和/或，步骤2中，所述甲醇和二氯甲烷混合溶液中甲醇和二氯甲烷的体积比为1：(1～3)；所述含D-半胱氨酸的甲醇水溶液中甲醇和水的体积比为(1～2)：1；优选地，步骤1中，所述有机碱为三乙胺；和/或，步骤2中，所述甲醇和二氯甲烷混合溶液中甲醇和二氯甲烷的体积比为1：1.5；所述含D-半胱氨酸的甲醇水溶液中甲醇和水的体积比为1：1。进一步地，步骤1中，所述反应为在0～15℃条件下反应1～5h；和/或，步骤2中，所述加入含D-半胱氨酸的甲醇水溶液为在-10～10℃条件下滴加含D-半胱氨酸的甲醇水溶液；和/或，步骤2中，所述反应为在0～25℃条件下反应0.5～4h；和/或，步骤2中，所述反应后所得产物用盐酸调剂pH至2～6，析出固体后过滤、干燥；优选地，步骤1中，所述反应为在0℃条件下反应2h；和/或，步骤2中，所述加入含D-半胱氨酸的甲醇水溶液为在0℃条件下滴加含D-半胱氨酸的甲醇水溶液；和/或，步骤2中，所述反应为在25℃条件下反应0.5h；和/或，步骤2中，所述反应后所得产物用盐酸调剂pH至5，析出固体后过滤、干燥。本专利技术还提供了前述的化合物，或其盐，或其立体异构体在制备生物发光探针中的用途；优选地，所述生物发光探针为检测亚硫酸盐的生物发光探针。进一步地，所述生物发光探针为在溶液环境和/或活体水平检测亚硫酸盐的生物发光探针。本专利技术生物发光探针对亚硫酸盐中的亚硫酸根离子具有高选择性和高响应性，能够单一准确的选择亚硫酸盐，检测时灵敏度很高，可检测出浓度很低的亚硫酸盐，用于亚硫酸盐的精密检测。同时，本专利技术生物发光探针还能在活体水平对外源性亚硫酸盐和亚硫酸盐氧化酶缺乏症引起的亚硫酸盐蓄积进行动态可视化分析，有利于临床上对亚硫酸盐的检测，具有广阔的应用前景。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。附图说明图1为实施例1制备的本专利技术化合物(探针)的1HNMR图谱。图2为实施例1制备的本专利技术化合物(探针)的13CNMR图谱。图3为实施例1制备的本专利技术化合物(探针)的ESI-HRMS图谱。图4为实施例1制备的本专利技术化合物(探针)的HPLC图谱。图5为本专利技术生物发光探针对不同阴离子的选择情况。图6为本专利技术生物发光探针对亚硫酸根离子浓度不同的亚硫酸盐溶液的响应情况。图7为小鼠注射外源性亚硫酸盐后生物发光信号随时间的变化。图8为小鼠体内生物发光信号强度随外源性亚硫酸盐浓度的变化。图9为本专利技术生物发光探针在亚硫酸盐氧化酶缺乏症中的成像情况。具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种如式I所示的化合物，或其盐，或其立体异构体：/n

【技术特征摘要】
1.一种如式I所示的化合物，或其盐，或其立体异构体：



其中，
n为1～5的整数；
R1、R2、R3、R4、R5、R6分别独立选自氢、C1～C6烷基、C1～C6烷氧基、卤素、羟基、羧基、氨基、硝基。


2.根据权利要求1所述的化合物，或其盐，或其立体异构体，其特征在于：所述化合物如式II所示：



其中，n为1～5的整数；R1选自氢、羧基、C1～C3烷基。


3.根据权利要求2所述的化合物，或其盐，或其立体异构体，其特征在于：所述化合物如式III所示：



其中，n为1～5的整数。


4.根据权利要求3所述的化合物，或其盐，或其立体异构体，其特征在于：所述化合物的结构式如式IV所示：





5.一种权利要求3或4所述的化合物的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：



n为1～5的整数，
步骤1：将原料I与原料II于有机溶剂中混合溶解，加入缩合剂、碱和催化剂反应，得中间体III；
步骤2：将中间体III溶解于甲醇和二氯甲烷混合溶液中，再加入含D-半胱氨酸的甲醇水溶液，惰性气体保护下反应，即得。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
步骤1中，所述原料I、原料II、缩合剂、碱和催化剂的摩尔比为(1～4)：(0.5～1)：(2～4)：(2～4)：(0.1～0.5)；所述原料I与有机溶剂的摩尔体积比为(2～4)：(20～40)(mmol：mL)；
和/或，步骤2中，所述中间体III与D-半胱氨酸的摩尔比为(0.5～1)：(1～2)；所述中间体III与甲醇和二氯甲烷混合溶液的摩尔体积比为(0.5～1)：(10～20)(mmol：mL)；所述中间体III与含D-半胱氨酸的甲醇水溶液的摩尔体积比为(0.5～1)：(3～6)(mmol：mL)；
优选地，
步骤1中，所述原料I、原料II、缩合剂、碱和催化剂的摩尔比为1.2：1：2：2：0.1；所述原料I与有机溶剂的摩尔体积比为1.2：2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雨薇，柯博文，李敏勇，康婷，冯萍，
申请(专利权)人：四川大学华西医院，
类型：发明
国别省市：四川;51