一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针及其合成方法技术

本发明专利技术属于有机合成领域，特别涉及一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针及其合成方法。该合成方法具体为：起始原料2,1,3

【技术实现步骤摘要】
一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针及其合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，特别涉及一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针及其合成方法。

技术介绍

[0002]最新研究表明细胞内氧化还原稳态的破坏与一些疾病密切相关，如癌症，心血管疾病，神经衰退性疾病，糖尿病以及胃肠道疾病等。越来越多的研究表明，生命体内的生物活性物种与细胞内氧化还原稳态的维持及多种信号传导途径具有密切关系，其中最具有代表性的包括活性氧(ROS)、活性氮(RNS)和活性硫物种(RSS)。这些氧化还原活性物种可通过自身的相互转化作用而起到一定的调节缓冲作用，从而维持细胞内氧化还原状态的动态平衡。因此开发出能原位检测活性物种的检测方法，对了解其在生物系统中的功能及作用机制具有重要意义。与常规的分析方法相比，由于小分子荧光探针具有实时性、灵敏性和非侵入性等特点，因此基于小分子荧光探针的成像技术已成为可视化检测生物系统中多种活性物种的有效手段。基于活性物种的不同化学性质，如亲核、亲电、氧化和还原性等，文献报道了多种特异检测活性物种的荧光探针。但是现有大部分活性物种响应荧光探针还存在不足之处，例如其激发和发射波长较短，成像深度浅，光稳定性差及细胞毒性大等问题。此外，活性物种在生物系统中的稳态浓度低、寿命短，构建具有优异响应性能的荧光探针用于生物体内活性物种的原位检测仍具有很大的挑战性。正是这些问题的存在为我们提供了进入新研究领域的机会。谷胱甘肽(glutathione，r
‑
glutamyl cysteingl+glycine，GSH)是一种含γ
‑
酰胺键和巯基的三肽，由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成，存在于几乎身体的每一个细胞。谷胱甘肽能帮助保持正常的免疫系统功能，并具有抗氧化作用、整合解毒作用。谷胱甘肽不仅可用于药物，更可作为功能性食品的基料，在延缓衰老、增强免疫力、抗肿瘤等功能性食品广泛应用。由于荧光探针在选择性、检测成本等方面具有绝对的优势，目前设计和使用荧光探针来检测谷胱甘肽(GSH)，引起了分析工作者的广泛关注，因此，开发一种能够高选择性、高灵敏度、快速便捷地检测GSH的方法对一些重大疾病的初期临床诊断具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针及其合成方法，该荧光探针合成简单，结构新颖，应用于体外检测GSH，具有较好的选择性、灵敏性、检测限低等优点。
[0004]本专利技术提供了一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针，荧光探针为化合物苯并
‑2‑
氧杂
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1,3二唑(Nitrobenz
‑2‑
oxa
‑
1,3
‑
diazole,NBD)，其化学结构式如e所示：
[0005][0006]本专利技术还提供了一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针的合成方法，所述合成方法的合成路线如下式所示：
[0007][0008]所述合成方法包括以下步骤：
[0009]S1.将苯并
‑2‑
氧杂
‑
1,3二唑a在铁粉催化下与液溴反应，得到如式(b)所示结构的白色固体溴代苯并噁二唑b；
[0010][0011]S2.将所述白色固体溴代苯并噁二唑b与氰化亚铜的混合溶液在150℃高温反应12个小时，后处理得到如式(c)所示结构的氰代和溴代苯并噁二唑c；
[0012][0013]S3.将所述氰代和溴代苯并噁二唑c和化合物HBT以无水DMF为溶剂，强碱钠氢作用下，60℃反应过夜，得到式e所示化合物，即感测谷胱甘肽GSH荧光探针；
[0014][0015]进一步的，苯并
‑2‑
氧杂
‑
1,3二唑a与液溴的摩尔比为1：(1.9～3.0)。
[0016]进一步的，步骤S1中，所述反应的温度为70～100℃，反应时间为1～3h。
[0017]进一步的，步骤S2中，所述溴代苯并噁二唑b、氰化亚铜的摩尔比为1：(1～1.2)。
[0018]进一步的，步骤S2中，所述反应的温度为120
‑
170℃，反应时间为6～24h。
[0019]进一步的，步骤S3中，氰代和溴代苯并噁二唑c与化合物HBT的摩尔比为1:(1～1.5)。
[0020]进一步的，步骤S3中，所述反应的温度为40～80℃，反应时间为6～24h。
[0021]本专利技术还提供了上述荧光探针或上述合成方法得到的荧光探针在谷胱甘肽的体外荧光检测中的应用。
[0022]与现有技术相比，本专利技术合理设计和合成了一种新的基于CBD的荧光开启探针e，用于感测GSH。探针e具有对GSH的特异性高、生物相容性好等特点，已成功用于HeLa细胞内源性GSH的检测。
[0023]本专利技术通过将荧光探针e中可产生激发态分子内质子转移(excited
‑
state intramolecular proton transfer，ESIPT)机理的NBD母体荧光关闭。当该荧光探针用于检测GSH时，发生反应使封闭的羟基官能团打开，生成显色团，实现了对GSH的荧光识别，检测灵敏度高。本专利技术提供的上述荧光探针e或上述制备方法制备的GSH荧光探针e可以应用在GSH的体外荧光检测中，对GSH的特异性高、生物相容性好，并应用于检测HeLa细胞(人宫颈癌细胞)作为模型生物系统。
附图说明
[0024]图1为溴代苯并噁二唑b核磁共振氢谱1H
‑
NMR；
[0025]图2为溴代苯并噁二唑b核磁共振碳谱
13
C
‑
NMR；
[0026]图3为氰代和溴代苯并噁二唑c核磁共振氢谱1H
‑
NMR；
[0027]图4为氰代和溴代苯并噁二唑c核磁共振碳谱
13
C
‑
NMR
[0028]图5为目标产物荧光探针e核磁共振氢谱1H
‑
NMR；
[0029]图6为目标产物荧光探针e核磁共振碳谱
13
C
‑
NMR；
[0030]图7为目标产物荧光探针e高分辨质谱HRMS；
[0031]图8为荧光探针e对HeLa细胞的荧光成像实验结果显微镜图，比例尺为20μm。
具体实施方式
[0032]为了进一步说明本专利技术，以下结合实施例对本专利技术提供的一种感测谷胱甘肽GSH
荧光探针及其合成方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制，本专利技术的保护范围也不限于下述的实施例。
[0033]实施例1
[0034]向25毫升茄型瓶中加入2,1,3
‑
苯并恶二唑a(1.0克，8.33毫摩尔)和铁粉(0.1克，1.60毫摩尔)。将该混合物加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针，其特征在于，所述荧光探针为化合物苯并
‑2‑
氧杂
‑
1,3二唑，所述荧光探针的化学结构式如式e所示：2.一种感测谷胱甘肽GSH荧光探针的合成方法，其特征在于，所述合成方法的合成路线如下式所示：所述合成方法包括以下步骤：S1.将苯并
‑2‑
氧杂
‑
1,3二唑a在铁粉催化下与液溴反应，得到如式(b)所示结构的白色固体溴代苯并噁二唑b；S2.将所述白色固体溴代苯并噁二唑b与氰化亚铜的混合溶液在150℃高温反应12个小时，后处理得到如式(c)所示结构的氰代和溴代苯并噁二唑c；S3.将所述氰代和溴代苯并噁二唑c和化合物HBT以无水DMF为溶剂，强碱钠氢作用下，60℃反应过夜，得到式e所示化合物，即感测谷胱甘肽GSH荧光探针；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，苯并

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，徐建，李伦，陆洋，沈浩亮，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：