一种比率型过氧亚硝酰荧光探针、制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种比率型过氧亚硝酰荧光探针，具体地，本发明专利技术的探针可作为过氧亚硝酰荧光探针用于过氧亚硝酰的检测、测量或筛选。这类探针可实现如下的技术效果中的至少一个：可以高特异性地识别过氧亚硝酰；可以快速响应过氧亚硝酰；可以高灵敏地分析过氧亚硝酰的浓度；可以实现对过氧亚硝酰的比率定量分析；生物毒性低，可以应用生物细胞中的过氧亚硝酰成像，并可以实现对细胞内过氧亚硝酰变化的荧光信号响应及其实时可视化检测；合成简单，性质稳定，可以长期保存使用。可以长期保存使用。可以长期保存使用。

【技术实现步骤摘要】
一种比率型过氧亚硝酰荧光探针、制备方法与应用


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，具体涉及一种比率型过氧亚硝酰荧光探针及其 在测量、检测或筛选过氧亚硝酰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]过氧亚硝酰(ONOO
‑
)是一种重要的活性氧物种，它通过一氧化氮和超氧 化物之间的反应内源性地产生。过氧亚硝酰在信号转导中起着至关重要的作用， 并且由于其异常强效的氧化能力和亲核特性，可以破坏许多关键的生物分子， 如蛋白质，脂质和核酸。过氧亚硝酰水平的异常与一些疾病相关，例如心血管 疾病，神经退行性疾病，炎症疾病，癌症等。因此，开发用于监测过氧亚硝酰 的分析方法对于相关疾病的诊断有十分重要的作用。
[0003]近年来，荧光探针广泛用于检测生命系统中的生物活性分子，虽然目前已 开发出许多用于检测生物系统中过氧亚硝酰的荧光探针，但是大多数荧光探针 都是单发射波长。与单波长探针相比，比率型荧光探针具有消除多种干扰因素 的优点，例如探针定位，环境变化，激发和发射效率等。据我们所知，只有少 数荧光探针可以比率监测线粒体中的过氧亚硝酰，而且用单一激发波长实现比 率检测的探针更少。Qian课题组开发了一种基于FRET机理的比率探针，可用 于线粒体中过氧亚硝酰的半定量化检测；Yuan课题组报道了一种荧光探针，在 发炎的小鼠模型中对内源性过氧亚硝酰进行比率荧光成像；Li课题组报告了两 例比率探针用于监测线粒体内的过氧亚硝酰。综上所述，开发一种单一激发波 长的用于高选择性的、高灵敏度的检测过氧亚硝酰比率型荧光探针具有重要意 义。

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种比率型过氧亚硝酰荧光探针以及 它们的制备方法和用途，具有合成简单、选择性好、灵敏度高、能够检测过氧 亚硝酰，并且能够在生理水平条件下对过氧亚硝酰进行有效测量、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]其中：R1，R2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，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，均为氢原子 的式(Ⅱ)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]使式(Ⅲ)化合物与式(Ⅳ)化合物反应制备得式(Ⅰ)化合物：
[0012][0013]其中：R1，R2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，可以相同或不同。
[0014]具体而言：将式(Ⅲ)化合物和式(Ⅳ)化合物与碳酸钾在N,N
‑
二甲基甲 酰胺中加热回流反应，反应结束后，通过减压旋蒸得到固体，然后，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。
[0015]在本专利技术的一些具体实施方案中，所述式(Ⅳ)化合物和式(Ⅲ)化合物 的摩尔比为1:1
‑
1:5。
[0016]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所述回流反 应时间为10
‑
12小时。
[0017]本专利技术还提供了用于测量、检测或筛选过氧亚硝酰的荧光探针组合物，其 包含本专利技术的所述式(I)化合物。
[0018]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：
[0019][0020]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。
[0021]本专利技术还提供了用于检测样品中过氧亚硝酰的存在或测量样品中的过氧亚 硝酰含量的方法，其包括：
[0022]a)使所述式(I)或式(Ⅱ)化合物与样品接触以形成荧光化合物；
[0023]b)测定所述荧光化合物的荧光性质。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]本专利技术还提供了检测样品中过氧亚硝酰的存在或测定样品中的过氧亚硝酰 含量的试剂盒，其包含所述式(I)或式(Ⅱ)化合物。
[0027]本专利技术还提供了所述式(I)或式(Ⅱ)化合物在细胞荧光成像中的应用。
[0028]本专利技术相对于现有技术具有如下的显著优点及效果：
[0029](1)比率检测
[0030]本专利技术的过氧亚硝酰的荧光探针，可以使用单一激发波长实现比率测量、 检测或筛选过氧亚硝酰，其具有消除多种干扰因素的优点，例如探针定位，环 境变化，激发和发射效率等。
[0031](2)快速响应
[0032]本专利技术的过氧亚硝酰荧光探针能够对过氧亚硝酰快速响应，有利于过氧亚 硝酰的快速或实时检测。
[0033](3)选择性好
[0034]本专利技术的过氧亚硝酰荧光探针可选择性的与过氧亚硝酰发生特异性反应， 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、亚铁离子、铁离子、铜离子、氯离子、 溴离子、碘离子、硫离子、亚硝酸根离子、硝酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢 根离子、硫酸氢根离子、亚硫酸氢根离子、谷胱甘肽、半胱氨酸、过氧化叔丁 醇自由基、羟基自由基、单线态氧、次氯酸根离子、过氧化氢等，本专利技术荧光 探针显示出了较高的选择性。
[0035](4)生物毒性低
[0036]本专利技术荧光探针具有低毒性的特点，有利于将其长时间应用于细胞样品中 过氧亚硝酰的检测或成像。
[0037](5)灵敏度高
[0038]本专利技术的过氧亚硝酰荧光探针与过氧亚硝酰反应非常灵敏，从而有利于对 过氧亚硝酰的检测。
[0039](6)可生理水平下应用
[0040]本专利技术的过氧亚硝酰荧光探针可在生理水平条件下实现对过氧亚硝酰的测 量、检测或筛选，并且，可以进行细胞生物成像的应用，能实现对细胞内过氧 亚硝酰变化的荧光信号响应及其实时可视化检测。
[0041](7)合成简单
[0042]本专利技术的过氧亚硝酰荧光探针合成简单，有利于商业化的推广应用。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1是实施例1合成探针核磁共振氢谱图；
[0045]图2是实施例1合成探针核磁共振氢谱图；
[0046]图3是实施例本文档来自技高网...

【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，可以相同或不同。2.按照权利要求1的化合物，其中R1，R2，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(Ⅲ)化合物与式(Ⅳ)化合物反应制备得式(Ⅰ)化合物：其中：R1，R2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，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：将式(Ⅲ)化合物和式(Ⅳ)化合物与碳酸钾在N,N
‑
二甲基甲酰胺中加热回流反应，反应结束后，通过减压旋蒸得到固体，然后，进一步通过色谱柱进行分离，二...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒伟，康浩，张玉，秦洁，李敬瑞，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：