一种可靶向细胞溶酶体的次氯酸荧光探针、制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种可靶向细胞溶酶体的次氯酸荧光探针，具体地，本发明专利技术的探针本发明专利技术可用于测量、检测或筛选次氯酸及活细胞荧光成像，尤其可应用于细胞溶酶体次氯酸测量、检测以及成像，这类探针可实现如下的技术效果中的至少一个：可以快速地响应次氯酸；可以高选择性地识别次氯酸；可以灵敏地分析次氯酸的浓度；性质稳定，可以应用生物细胞中的次氯酸成像，可以特异性靶向到细胞中的溶酶体，可以长期保存使用。使用。使用。

【技术实现步骤摘要】
一种可靶向细胞溶酶体的次氯酸荧光探针、制备方法与应用


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，具体涉及一种基于吡啶功能团的可靶向细胞溶酶体的次氯酸荧光探针及其在测量、检测或筛选次氯酸及活细胞荧光成像方法中的应用；本专利技术还提供了制备所述荧光探针的方法。

技术介绍

[0002]生命系统中，活性氧物种在维持氧化还原平衡和信号传导等方面起着重要作用。次氯酸(HOCl)作为活性氧的一种，是由髓过氧化物酶催化氯离子和过氧化氢产生的，因其具有极高的反应活性，在细胞抵抗病原体的免疫防御中起关键作用。另一方面，溶酶体作为真核细胞中的一种重要的细胞器，内含多种水解酶，负责细胞内外的大分子的分解、清除衰老细胞器和控制细胞凋亡等。然而，细胞内高浓度的次氯酸会对氨基酸、脂类和DNA等物质造成氧化损伤。此外，有研究表明溶酶体中异常积累的次氯酸会导致溶酶体膜破裂并释放内含的水解酶，导致细胞功能紊乱；次氯酸还与许多疾病相关，包括炎症性疾病、心血管疾病、神经退行性疾病以及一些癌症。现如今，由于缺乏能检测细胞内溶酶体中次氯酸的可靠方法，溶酶体中的次氯酸的作用机制还未完全阐明。因此，开发一种强有力的化学工具来检测溶酶体中的次氯酸是至关重要的。
[0003]由于高灵敏度，高选择性，显著的时空分辨率和能够实时监测等优势，小分子荧光探针作为一种非侵入性的工具被广泛应用于生物样品中的分析物测定。近年来，已报道的荧光探针靶向溶酶体的策略大都是在探针的主要框架上引入弱碱性基团(例如吗啉基团和二甲氨基团)，利用溶酶体中的弱酸性环境，从而达到靶向的目的。但由于弱碱性功能团较为单一，限制了荧光探针在靶向溶酶体方面的发展，且已报道的可检测细胞内溶酶体中次氯酸的荧光探针相对缺乏，并存在一些缺陷，比如合成复杂、响应时间较长和溶酶体标记性能差等。因此，开发一种易于合成的具有优秀的溶酶体靶向性能的能快速响应的次氯酸荧光探针成为本领域技术人员亟需解决的课题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是在于提供一类可靶向细胞溶酶体的次氯酸荧光探针，以及它们的制备方法和用途，具有合成简单、选择性好、灵敏度高、溶酶体靶向性能优秀且能快速响应次氯酸等特点，并且能够在生理水平条件下对次氯酸进行有效测量、检测或筛选，同时，其对内源性和外源性次氯酸进都够有效测量、检测或筛选。
[0005]具体而言，本专利技术提供了一种化合物，具有式(Ⅰ)所示的结构：
[0006][0007]式(I)中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、磺酸基、酯基和羟基组成的组；且其中的R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
可以相同或不同。
[0008]在本专利技术的一些具体实施方案中，本专利技术的化合物是R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
均为氢原子的式(
Ⅴ
)化合物，其结构式如下：
[0009][0010]本专利技术还提供了式(Ⅰ)化合物的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤(1)：使式(Ⅱ)化合物与4
‑
氨基吡啶反应制备得式(Ⅲ)化合物，其反应式如下：
[0012][0013]步骤(2)：使式(Ⅲ)化合物与式(Ⅳ)化合物反应制备得式(Ⅰ)化合物，其反应式如下：
[0014][0015]式(Ⅰ)
‑
(Ⅳ)中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、磺酸基、酯基和羟基组成的组；且其中的R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
可以相同或不同。
[0016]具体而言：将式(Ⅱ)化合物与4
‑
氨基吡啶溶在乙醇中加热回流反应，反应结束后，回流反应，待反应完毕后，减压抽滤得到固体，从而获得含有式(Ⅲ)化合物的粗产物。粗产品进一步通过色谱柱进行分离，二氯甲烷和甲醇的混合体系为洗脱剂，可得到纯净的式(Ⅲ)化合物。将式(Ⅲ)化合物和式(Ⅳ)化合物与碳酸铯在乙腈中加热回流一段时间，反应结束后，通过减压抽滤得到滤液，然后，减压旋蒸，得固体，用二氯甲烷混合溶剂清洗固体，从而获得含有式(I)化合物的粗产物。粗产品进一步通过色谱柱进行分离，二氯甲烷和甲醇的混合体系为洗脱剂，可得到纯净的式(I)化合物。
[0017]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述式(Ⅱ)化合物与4
‑
氨基吡啶的摩尔比为1:1
‑
1:10，所述式(Ⅲ)化合物与式(Ⅳ)化合物的摩尔比为1:1
‑
1:10。
[0018]在本专利技术的一些具体实施方案中，式(I)化合物制备方法步骤(1)和步骤(2)所述反应时间为3
‑
10小时。
[0019]本专利技术还提供了用于测量、检测或筛选次氯酸的荧光探针组合物，其包含本专利技术的所述式(I)化合物。
[0020]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述式(I)化合物具有以下结构：
[0021][0022]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述荧光探针组合物进一步包含溶剂、酸、碱、
缓冲溶液或其组合。
[0023]本专利技术还提供了用于检测样品中次氯酸的存在或测量样品中的次氯酸含量的方法，其包括：
[0024]a)使所述式(I)或式(
Ⅴ
)化合物与样品接触以形成荧光化合物；
[0025]b)测定所述荧光化合物的荧光性质。
[0026]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述样品是化学样品或生物样品。
[0027]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述样品是包括水、血液、微生物或者动物细胞或组织在内的生物样品。
[0028]本专利技术还提供了检测样品中次氯酸的存在或区分检测内、外源性次氯酸或测定样品中的次氯酸含量的试剂盒，其包含所述式(I)或式(
Ⅴ
)化合物。
[0029]本专利技术还提供了所述式(I)或式(
Ⅴ
)化合物在细胞荧光成像中的应用。
[0030]本专利技术相对于现有技术具有如下的显著优点及效果：
[0031](1)靶向溶酶体性能优秀
[0032]能够靶向细胞溶酶体便于可靠的检测细胞内溶酶体中次氯酸，有利于溶酶体中的次氯酸的作用机制的研究。
[0033](2)内源性和外源性次氯酸均可检测
[0034]本专利技术的次氯酸荧光探针对外源性和内源性次氯酸都可以有限检测、测量或筛选。
[0035](3)选择性高，抗干扰能力强
[0036]本专利技术的次氯酸荧光探针可选择性的与次氯酸发生特异性反应，生成荧光变化的产物，相较于常见的其他金属离子及生命体内的其他物质，包括但不限于钾离子、钙离子、钠离子、镁离子、锌离子、三价铁离子、二价铁离子、铜离子、硝酸根、亚硝酸根、碘离子、碳酸根、锰离子、溴离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.化合物，其具有以下结构：其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、磺酸基、酯基和羟基组成的组；且其中的R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
可以相同或不同。2.按照权利要求1的化合物，其中R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
均为氢原子。3.一种制备权利要求1或2所述化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：使式(Ⅱ)化合物与4
‑
氨基吡啶反应制备得式(Ⅲ)化合物，式(Ⅲ)化合物与式(Ⅳ)化合物反应制备得式(Ⅰ)化合物，其反应式分别如下：步骤1:步骤2：其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
为独立地选自由氢原子、直链或支链烷基、直链
或支链烷氧基、磺酸基、酯基和羟基组成的组；且其中的R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R
10
可以相同或不同。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：将式(Ⅱ)化合物与4
‑
氨基吡啶溶在乙醇中加...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，柳彩云，刘一琳，祝汉闯，李玺威，朱宝存，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：