一种可定制的基于脯氨酸结构的荧光探针平台的建立制造技术

本发明专利技术了涉及一种可定制的荧光探针平台可用于检测各种生物活性分析物，为设计具有多种传感和成像功能的生物探针提供了巨大的潜力。在此，我们提出了一种简单而创新的策略，即引入顺式氨基脯氨酸作为载体支架，并附加三个特定的功能基团：靶向基团、水溶性基团、带识别基团的荧光基团。所设计的策略为感兴趣的生物活性物种(包括ROS、RNS、RSS、ROS/RSS甚至酶)设计定制的多功能荧光探针。这一策略可以通过其在开发线粒体/溶酶体靶向多功能荧光探针方面的应用来证明，该探针能够成像活细胞和裸鼠中感兴趣的生物活性物种。感兴趣的生物活性物种。感兴趣的生物活性物种。

【技术实现步骤摘要】
一种可定制的基于脯氨酸结构的荧光探针平台的建立


[0001]本专利技术涉及一种基于脯氨酸结构的用于检测生物活性分子的多功能荧光探针平台的制备与应用。
[0002]专利技术背景
[0003]荧光分子探针已成为生物分析物无创监测的重要工具，包括活性氧(ROS，包括O2.-，H2O2， HOCl，1O2，.OH，HOBr等)，活性氮(RNS，包括ONOO-，NO，NO2，HNO等)，活性硫(RSS，包括GSH，Hcy，Cys，H2S，H2S
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，SO2衍生物等)，ATP，HCHO，CO等。许多ROS/RNS 与诸如阿尔茨海默氏病，癌症，糖尿病，心血管疾病和衰老等病理过程有关，而许多RSS在维持氧化还原稳态方面起着重要作用，充当抗氧化剂和自由基清除剂。细胞器，包括细胞核，线粒体，溶酶体，内质网(ER)，高尔基体，脂滴等在通过细胞内膜系统维持亚细胞微环境中起重要作用。最近，靶向细胞器的荧光探针在亚细胞成像中取得了重大进展。尽管有各种各样的针对荧光成像的细胞器靶向荧光探针，但是设计一种具有高水溶性，灵敏度，靶向性，近红外荧光发射波长以及体外和体内成像的荧光平台仍然是一个挑战。目前，由于大多数荧光基团可修饰的位点较少，所以大多数用于检测生物活性分子的荧光探针只是具有单一的检测功能，并没有同时具备靶向细胞器或者高水溶性的优点。相比之下，本专利技术的荧光探针解决了这些问题的同时，专利技术了一种多功能荧光探针平台，可以选择不同的荧光基团，同时满足不同的发射波长达到从蓝
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红，靶向不同的细胞器，高水溶性，高灵敏性，可以应用于体外及体内成像。
[0004]本专利技术的目标是发现一种可定制的荧光探针平台，用于靶向检测一系列生物活性分子包括ROS,RNS,RSS,ROS/RSS以及大分子蛋白酶，并提供用于所述多功能荧光探针平台的合成方法。

技术实现思路
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[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于检测生物活性分子的多功能荧光探针平台，可分别用于检测ROS(H2O2)，RNS(HNO)，RSS(H2S)，ROS/RNS(H2O2/RSH)和酶(酯酶)，该荧光平台具有合成步骤简单，根据连接荧光基团的不同可以实现发射波长从蓝
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红的变化，同时又具有靶向细胞器，水溶性好，灵敏性高，可应用在细胞及小鼠中成像的优点。本专利技术的结构通式及各个化合物的结构如下所示：
[0006][0007]工艺流程
[0008]本专利技术通式化合物可以用本专利技术方法有效地制备，包括采用下述一般合成方法。
[0009]工艺流程I:
[0010][0011]化合物1的合成：将三乙醇单甲醚(10g，60.97mmol)和TEA(12.6mL，91.46mmol)溶于无水二氯甲烷(150mL)中并在室温下混合30分钟，然后将对甲苯磺酰氯(11.58g，67.97mmol)加入上述混合溶液并室温搅拌过夜，通过TLC监测反应。待反应完全后，将100mL蒸馏水加入到烧瓶中，并将反应混合物用二氯甲烷(150mL
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3)萃取。合并的有机层用饱和氯化钠洗涤，经无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂。将残余物在硅胶柱上进行分离，用(石油醚:乙酸乙酯＝4:1v/v)作为洗脱剂，得到化合物1为无色油状物(18.0g，收率：92.8％)。1H NMR(400MHz, CDCl3)δ7.48(s,2H),7.07(s,2H),3.84(q,J＝5.4,4.7Hz,2H),3.23(s,10H),3.00(s,3H),2.11(s, 3H)。
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C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.63,132.80,129.72,127.59,71.55,70.21,70.10,69.35, 68.24,58.41,21.14。
[0012]化合物2的合成：向没食子酸甲酯(5.7g，30.9mmol)，K2CO3(21.3g，154mmol)和KI(1.31g， 6.19mmol)的无水乙腈(100mL)溶液中缓慢加入化合物1(34.5g，108mmol)的无水乙腈溶液 (50mL)，室温搅拌悬浮液30分钟。然后将混合溶液在80℃下搅拌过夜。通过TLC监测反应。待反应完全后进行过滤，将滤液减压旋干后，将残余物溶于乙酸乙酯，并用饱和氯化钠洗涤两次，经无水硫酸钠干燥，并减压旋干。将残余物在硅胶柱上进行分离，用(二氯甲烷:甲醇＝30:1v/v)作为洗脱剂，得到化合物2为无色油状物(13.0g，收率：67.6％)。1H NMR(400MHz, CDCl3)δ7.24
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6.24(m,2H),3.91(d,J＝24.0Hz,6H),3.62
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2.85(m,42H)。
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C NMR(100MHz, CDCl3)δ165.86,151.07,151.03,139.89,125.46,107.57,107.57,71.94,71.29,71.25,70.72,69.65, 69.60,69.50,69.18,69.14,69.04,68.45,67.47,58.68,58.63,
58.55,52.07。
[0013]化合物3的合成：向搅拌的化合物2(13.0g，20.9mmol)的THF(100mL)溶液中，逐滴加入12％ NaOH水溶液(50mL)。将反应液在室温下搅拌过夜。通过TLC监测反应。待反应完全后，用浓HCl将混合物酸化至pH＝3后，将混合物用乙酸乙酯萃取，经无水硫酸钠干燥，减压旋干。将残余物在硅胶柱上进行分离，用(二氯甲烷:甲醇＝30:1v/v)作为洗脱剂，得到化合物3为浅黄色油状物(11.8g，收率：93.3％)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.74(s,1H),7.23(d,J＝4.7 Hz,2H),4.54
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2.67(m,45H)。
13
C NMR(100MHz,CDCl3)δ168.41,152.02,142.45,124.53, 108.96,72.19,71.65,70.54,70.40,70.26,70.22,69.39,68.60,58.63。
[0014]化合物4的合成：根据已经报道的文献，合成了化合物4为白色固体化合物。
[0015]1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.04(d,J＝8.5Hz,1H),8.46(dd,J＝13.0,7.2Hz,2H),8.23(d, J＝7.2Hz,1H),7.94(t,J＝7.9Hz,1H),1.46(s,12H).
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C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ161.03, 160.94,136.15,135.63,134.83,132.57,131.38,129.68,128.25,121.62,119.51,85.10,25.16.
[0016]化合物5的合成：根据已经报道的文献，合成了化合物5为白色固体化合物。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测多种生物活性分子的多功能荧光探针平台，其结构通式如下。2.权利要求1所述荧光探针具有如下所示结构的化合物包括以下实例，但不局限于此。
3.根据权利要求2所述的化合物在制备和检测生物活性物种的应用，其中所述的生物活性物种包括以下实例但不局限于此：ROS：包括O
2.-，H2O2，HOCl，1...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚鲁庆，乔丹，李兰蝶，沈唐亮，杨洁洁，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：