一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针及其制备方法和应用，基于BODIPY结构的、含有二苯基磷酸酯识别基团的荧光增强探针BOIPDY

【技术实现步骤摘要】
一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及荧光探针
，尤其是涉及一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在生物体内的各种活性氧(ROS)中，通过线粒体呼吸链的氧(O2)产生的超氧阴离子是生物体内极为重要的杀菌氧化剂，对人体健康起着保护作用。然而，超氧阴离子的过度产生与一系列病理疾病有关，如阿尔茨海默病、类风湿性关节炎、心脏病、糖尿病，甚至癌症。此外，生物体内产生的超氧阴离子寿命很短，通常在产生地点的几十微米范围内转化为其他ROS。尽管超氧阴离子浓度的变化在体内起着非常重要的作用，但其低浓度和短寿命使得检测超氧阴离子非常困难。因此，在复杂的生物系统中对超氧阴离子进行特异性测量和跟踪，对阐明相关疾病的确切发病机制很有意义。目前为止，已经报道了许多关于超氧阴离子的化学小分子荧光探针。例如公开号为CN107337681A、CNCN111100184A等。
[0003]但是，这些现有技术并不是基于BODIPY的探针。BODIPY家族成员作为一大荧光染料，由于其优异的光谱和光物理性能，包括优异的环境稳定性，以及大的摩尔消光系数、高的量子产率等，已被广泛应用于功能性荧光生物探针母核。截止目前，该荧光生物探针母核并未实现将BODIPY优异的性能应用于超氧阴离子特异性识别上，因此有待改进。

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的上述问题，本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提出一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针及其制备方法和应用。
[0005]本申请提供的一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针，所述荧光探针分子式为C
33
H
30
BF2N2O4P，其结构式为：
[0006][0007]一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针的制备方法，包括如下步骤：
[0008]将T
‑
Br、BODIPY
‑
COOH和DBU混合物溶于无水四氢呋喃中制得混合溶液A，在氩气保护下室温搅拌，待反应完毕后将溶剂减压旋干；柱层析进一步纯化，用洗脱剂洗脱后得到探针BODIPY
‑
T；
[0009]其中T
‑
Br的结构式为
[0010][0011]其中BODIPY
‑
COOH的结构式为
[0012][0013]其中DBU的结构式为
[0014][0015]进一步的，所述T
‑
Br的制备方法包括如下步骤：
[0016]S1、原料混合、反应：将T
‑
OH、NBS和DMTU混合物溶于二氯甲烷中，制得体积摩尔浓度为0.1
‑
1.0mol/L的混合溶液B，二氯甲烷亦在其中起到稀释反应物的作用，在室温条件下搅拌，得反应液；
[0017]S2、制备中间体T
‑
Br：将反应液用水洗涤3次，接着将二氯甲烷用无水硫酸钠干燥，最后将溶剂减压旋干后得到中间体T
‑
Br；
[0018]其中T
‑
OH的结构式为
[0019][0020]其中NBS的结构式为
[0021][0022]其中DMTU的结构式为
[0023][0024]进一步的，所述洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合液，两者体积比为2:1。
[0025]进一步的，所述T
‑
Br，BODIPY
‑
COOH和DBU的摩尔比为9:5:10。
[0026]进一步的，所述T
‑
OH，NBS和DMTU的摩尔比为1:1.5:0.45。
[0027]进一步的，所述室温为15
‑
30℃，优选为25℃。
[0028]进一步的，所述混合溶液A的体积摩尔浓度为0.5
‑
1.0mol/L。
[0029]特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针在检测、识别环境中或生物样品中超氧阴离子的检测试剂、水中超氧阴离子浓度测定或者标记物中的用途。
[0030]进一步的，用于制备正常细胞和活体体内的超氧阴离子的检测试剂或者标记物中的应用。
[0031]进一步的，超氧阴离子的BODIPY类荧光探针测定超氧阴离子的检测方法如下：
[0032]通过荧光分光光度法，以480nm为激发波长，在530nm的波长处测定超氧阴离子的荧光强度；样品的检测限为0.062微摩尔。
[0033]通过采用上述检测方法：本专利技术的荧光探针其本身荧光微弱，在与超氧阴离子作用后迅速有很强的荧光发射，最大发射波长为530nm，本专利技术的荧光探针的斯托克斯位移约60nm，其最大吸收波长为470nm附近，与超氧阴离子反应后最大发射波长为530nm。
[0034]综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
[0035]1、BODIPY
‑
COOH的酯化是设计荧光探针的独特技术，因为酯化的衍生物是吸光度红移且荧光量子产率急剧下降，而羧酸化的衍生物是吸收蓝移且有较高荧光的。在本专利技术中，利用BODIPY
‑
COOH作为母核，利用二苯基磷酸酯为超氧阴离子识别基团设计并合成了一种新的超氧阴离子荧光探针(BODIPY
‑
T)，用于超灵敏和选择性地检测活细胞中的内源性超氧阴离子而不受细胞内氧化还原剂和pH值的干扰；
[0036]2、本申请的荧光探针还可用于水中超氧阴离子浓度测定和细胞中超氧阴离子成像的研究；
[0037]3、本专利技术的荧光探针对超氧阴离子有很好的选择性，在pH等于7.4的PBS缓冲溶液中，探针溶液荧光强度微弱，加入20μM超氧化钾，荧光强度逐渐增强，5分钟后增大到最初的12.9倍左右。而同样条件下分别加入其他可能干扰的氨基酸和离子，探针的荧光强度并没有明显变化，对超氧阴离子具有高度的选择性；
[0038]4、本专利技术的荧光探针对超氧阴离子的检测表现出很高的灵敏度。探针溶液的荧光强度，随着增加超氧阴离子浓度而递增，大约在加入4倍量超氧阴离子时达到峰值。在0到2.4倍量超氧阴离子的区间内，探针溶液荧光强度与超氧阴离子浓度有很好的线性关系；
[0039]5、探针在非常宽的pH范围内能对超氧阴离子进行准确检测，且自身荧光不受pH影响；
[0040]6、本专利技术的BODIPY衍生物作为探针的荧光母核，BODIPY衍生物的结构决定其荧光性质十分优异。通过修饰形成的探针本身荧光可以几乎完全掩蔽，与超氧阴离子作用数分钟后，荧光强度迅速增强(荧光增强倍数大于12倍)，而且具有很高的量子产率。检测限低至
0.062微摩尔，灵敏度高，选择性和抗干扰性能好；
[0041]综上所述，本专利技术的荧光探针是一种便捷，灵敏，适用于体外和活细胞内部检测超氧阴离子的工具，在化学分析检测领域具有广阔的应用前景。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针，其特征在于：所述荧光探针分子式为C
33
H
30
BF2N2O4P，其结构式为：2.根据权利要求1所述的一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将T
‑
Br、BODIPY
‑
COOH和DBU混合物溶于无水四氢呋喃中制得混合溶液A，在氩气保护下室温搅拌，待反应完毕后将溶剂减压旋干；柱层析进一步纯化，用洗脱剂洗脱后得到探针BODIPY
‑
T；其中T
‑
Br的结构式为其中BODIPY
‑
COOH的结构式为其中DBU的结构式为3.根据权利要求2所述的一种特异性识别超氧阴离子的BODIPY类荧光探针的制备方法，其特征在于：所述T
‑
Br的制备方法包括如下步骤：S1、原料混合、反应：将T
‑
OH、NBS和DMTU混合物溶于二氯甲烷中，制得体积摩尔浓度为0.1
‑
1.0mol/L的混合溶液B，在室温条件下搅拌，得反应液；
S2、制备中间体T
‑
Br：将反应液用水洗涤3次，接着将二氯甲烷用无水硫酸钠干燥，最后将溶剂减压旋干后得到中间体T
‑
Br；其中T
‑
OH的结构式为其中NBS的结构式为其中DMTU的结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志鹏，沈建良，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：