一种半胱氨酸近红外荧光探针的制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及了一种半胱氨酸(Cys)近红外荧光探针的制备和应用，该荧光探针的结构式为：

【技术实现步骤摘要】
一种半胱氨酸近红外荧光探针的制备和应用
本专利技术属于荧光探针
，具体涉及一种半胱氨酸近红外荧光探针的制备和应用。
技术介绍
半胱氨酸(Cys)是一种小分子生物硫醇，在调节生理过程和维持生物系统平衡方面起着重要的作用，与生物的自解毒，蛋白质的合成，人体的新陈代谢等生命过程息息相关(Y.Li,W.Liu,P.Zhang,H.Zhang,J.Wu,J.Ge,P.Wang,Biosens.Bioelectron.,2017,90,117-124；M.Li,N.Kang,C.Zhang,W.Liang,G.Zhang,J.Jia,C.Dong,Spectrochim.Acta.A.Mol.Biomol.Spectrosc.,2019,222,117262；Y.Dai,Y.Zheng,T.Xue,F.He,H.Ji,Z.Oi,Spectrochim.Acta.A.Mol.Biomol.Spectrosc.,2020,225,117490；X.Song,Y.Yang,J.Ru,Y.Wang,F.Qiu,Y,Feng,W.Liu,Talanta,2019)。近年来研究表明，Cys的异常水平会导致肝损伤，生长迟缓，皮肤损伤。此外，Cys水平与心血管并发症、神经毒性、阿尔茨海默病、帕金森病密切相关(X.Lu,W.Wang,Q.Dong,X.Bao,X.Lin,W.Zhang,W.Zhao,Chem.Commun.,2015,51,1498-1501；X.Ren,H.Tian,L.Yang,L.He,Y.Geng,X.Liu,X.Song,Sens.Actuators.B.Chem.,2018,273,1170-1178；C.F.Yang,L.Y.Zeng,B.K.Ning,J.Y.Wang,H.Zhang,Z.H.Zhang,Spectrochim.Acta.A.Mol.Biomol.Spectrosc.,2020,225,117482；S.Yang,C.Guo,Y.Li,J.Guo,J.Xiao,Z.Qing,ACSSens.,2018,3,2415-2422)。所以，我们迫切需要开发一种能在生物系统中准确、高效地检测Cys的方法。近年来，荧光探针由于高灵敏度、无创性、高时空分辨率受到人们广泛的关注和应用。到目前为止，已成功开发出许多用于Cys检测的探针。这些探针多是以萘酰亚胺、荧光素、咔唑等为荧光团，发射波长较短(K.B.Li,W.B.Qu,Q.Shen,S.Zhang,W.Shi,L.Dong,D.M.Han,DyesPigments.,2020,173,107918；H.Song,J.Zhang,X.Wang,Y.Zhou,C.Xu,SensActuatorsBChem.,2018,259,233-240；X.Hou,Z.Li,B.Li,C.Liu,Z.Xu,Sens.Actuators.B.Chem.,2018,260,295-302；Y.Huang,Q.Ren,S.Li,Y.Feng,W.Zhang,G.Fang,Sens.Actuators.B.Chem.,2019,293,247-255.)。然而，以新型萘荧光素、吲哚类染料为荧光团的探针，虽然具有近红外发射波长，但是斯托克斯位移小(S.Xue,S.Ding,Q.Zhai,H.Zhang,G.Feng,Biosens.Bioelectron.,2015,68；316-321；S.J.Li,Y.J.Fu,C.Y.Li,Y.F.Li,L.H.Yi,J.Ou-Yang,Anal.Chim.Acta.,2017,994,73-81)。因此，设计和合成一种具有近红外发射波长，大斯托克斯位移的Cys荧光探针是十分有意义的。异佛尔酮衍生物与发色团结合，可以使所合成的荧光团具有大的斯托克斯位移。荧光探针的斯托克斯位移大具有背景干扰低、对生物样品的光损伤小、样品穿透性强、检测灵敏度高等优点。目前，有工作将异佛尔酮衍生物与对甲氧基苯甲醛、6-羟基-2-萘醛合成具有大斯托克斯位移的荧光探针用来测定Cys，但是，其发射波长较短，不足以满足生物成像的要求(J.Hou,P.Cai,C.Wang,Y.Shen,Tetrahedron.Lett.,2018,59,2581-2585；W.Zhang,J.Liu,Y.W.Yu,Q.R.Han,T.Cheng,J.Shen,B.X.Wang,Y.L.Jiang,Talanta,2018,185,477-482)。因此，设计并合成一种基于异佛尔酮衍生物-氧杂蒽染料的长波长探针用于检测Cys是迫切需要的。
技术实现思路
根据所提出的要求，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，提供了一种半胱氨酸近红外荧光探针，该探针具有较大的斯托克斯位移。本专利技术的技术方案是，一种半胱氨酸近红外荧光探针，其结构式如下：一种半胱氨酸近红外荧光探针的制备方法。步骤如下：1)在100mL的圆底烧瓶中，将1当量的固体化合物6-甲氧基-2,3-二氢-1H-氧杂蒽-4-甲醛溶于6～10mL乙酸酐，随后向其加入1当量的固体化合物2-(3,5,5-三甲基环己烯-2-乙烯基)丙二腈和2当量的碳酸钾，反应混合物在N2氛围下于80℃下搅拌13～15h，通过减压蒸馏除去溶剂，粗产品用体积比为1:1二氯甲烷/石油醚洗脱剂进行柱层析，得到固体化合物(IX-OMe)(产率50％)。2)在100mL的圆底烧瓶中，将1当量的固体化合物IX-OMe溶于20～30mL无水二氯甲烷，在N2氛围下置于0℃的冰水混合物中，随即缓慢滴加20当量的三溴化硼，反应混合物室温下搅拌15～17h，停止反应，0℃下，滴加饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应，用二氯甲烷萃取水层，得到有机层，干燥，过滤，通过减压蒸馏除去有机层溶剂，粗产品用二氯甲烷洗脱剂进行柱层析，得到固体化合物(IX-OH)(产率60％)。3)在100mL的圆底烧瓶中，将1当量的固体化合物IX-OH溶于20～30mL无水二氯甲烷，加入2当量的三乙胺和2当量的烯丙酰氯，反应混合物室温下搅拌15～20分钟，停止反应，通过减压蒸馏除去溶剂，粗产品用二氯甲烷洗脱剂进行柱层析，得到固体产物(IX)(产率71％)，即为所述的荧光探针。本专利技术的有益效果是，一种半胱氨酸近红外荧光探针的良好的光谱响应性能。首先，研究荧光探针IX的荧光光谱。荧光探针本身，在590nm激发下，在743nm处you微弱的近红外发射峰；加入Cys之后，在770nm处出现了新的的近红外发射峰。并且随着Cys浓度的增大，荧光探针在770nm处的近红外荧光强度不断增强。斯托克斯位移较大，为180nm。当Cys浓度为70μM，IX的荧光强度增强6倍。然后，记录荧光探针IX的紫外吸收光谱。荧光探针IX自身在534nm处出现吸收带；加入70μMCys之后，吸收峰发生红移，移动至570nm。其次，评估荧光探针IX对Cys的选择性。分别测定探针与半胱氨酸、生物硫醇(Hcy,GSH)、氨基酸(His,Ala,IIe,Leu,Met,Ser,Thr,Tyr,Asp,Phe,Pro,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半胱氨酸近红外荧光探针，其结构如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种半胱氨酸近红外荧光探针，其结构如下：





2.根据权利要求1所述的一种半胱氨酸近红外荧光探针的制备方法，其特征在于，反应步骤如下：
1)在100mL的圆底烧瓶中，将1当量的固体化合物6-甲氧基-2,3-二氢-1H-氧杂蒽-4-甲醛溶于6～10mL乙酸酐，随后向其加入1当量的固体化合物2-(3,5,5-三甲基环己烯-2-乙烯基)丙二腈和2当量的碳酸钾，反应混合物在N2氛围下于80℃下搅拌13～15h，通过减压蒸馏除去溶剂，粗产品用体积比为1:1二氯甲烷/石油醚洗脱剂进行柱层析，得到固体化合物IX-OMe，其结构如下：



2)在100mL的圆底烧瓶中，将1当量的固体化合物IX-OMe溶于20～30mL无水二氯甲烷，在N2氛围下，置于0℃的冰水混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春艳，刘娟，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43