一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于羧酸酯酶荧光探针技术领域，公开了一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针及其制备方法和应用。本发明专利技术在硫代尼罗红母体上连接了具有羟甲基苯基二甲氨基甲酸酯基团的结构，合成了一种检测羧酸酯酶的小分子荧光探针。该荧光探针本身由于PET效应不发出荧光，当与羧酸酯酶反应后，氨基甲酸酯结构水解释放出羟基，进一步的氯代苯环结构发生自消除，荧光团部分重新恢复荧光，从而实现对羧酸酯酶的特异性检测。本发明专利技术的荧光探针为近红外荧光探针，避免了生物大分子的背景干扰，具有较高的灵敏度，可在微酸以及中性环境中检测羧酸酯酶，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及羧酸酯酶荧光探针
，尤其涉及一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]羧酸酯酶(Carboxylesterases,CEs)是丝氨酸水解酶多基因家族的重要成员之一，参与体内多种内、外源性及药物的代谢过程，其主要对包含酯键、酰胺类、氨基甲酸酯和硫代酸酯类结构进行水解。以其氨基酸序列的同源性，CEs分为六个亚型(CEs1
‑
6)，其中人体内最常见为CEs1和CEs2。CEs在体内分布广泛，主要表达于肺、肝脏、肠、肾、皮肤等组织。CEs作用底物广泛，对维持机体正常生理功能具有重要作用。
[0003]肝细胞癌(HCC)是人类最常见的恶性肿瘤之一，是一种高度侵袭性的肝脏恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的主要原因，其发病率和死亡率呈逐渐升高的趋势。HCC的快速发展和早期转移往往导致预后不良。事实上，HCC的早期鉴别可以显著改善HCC患者的预后，特别是生存率。然而，到目前为止，肝癌高危人群的早期发现仍然是一个巨大的挑战。目前已使用放射技术，如超声(US)，计算机断层扫描(CT)和磁共振成像对HCC进行诊断和筛查，但这些方法对于频繁的检测是不切实际的，并且涉及辐射暴露，因此仍迫切需要一种有效的方法来精确诊断。目前，生物标志物的检测常常作为反映异常情况的标志，用以早期癌症的检测。有研究表明，羧酸酯酶在肝脏中特异性表达，可以作为HCC潜在的血清标记物。因此构建一种检测羧酸酯酶的荧光探针有望成为指示HCC严重程度或是否存在的有效工具。
[0004]目前荧光探针技术已逐渐趋于成熟，利用其具有高灵敏度、高选择性、非侵入性和高时空分辨率等特点，已成为实现体内酶活性选择性成像的有力手段，且已经普遍应用于癌症的准确诊断和治疗。设计基于羧酸酯酶的荧光探针具有广阔的应用领域。虽然已有文献报道了一些可用于细胞内羧酸酯酶检测的荧光探针，但大多数的荧光探针存在选择性差、灵敏度低等问题。作为荧光探针中不可缺少的结构，识别部分与酶的相互作用对探针的选择性和敏感性起着极其重要的作用。然而，目前，除了丁酰胆碱酯酶(BChE)和乙酰胆碱酯酶(AChE)外，酯键(如乙酰基)仍是构建羧酸酯酶活性荧光探针的主要识别部分，这在一定程度上导致潜在的相互干扰。
[0005]因此，如何提供一种选择性高、灵敏度高的荧光探针对羧酸酯酶的检测具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针及其制备方法和应用，解决现有技术的荧光探针存在的上述问题。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针，其结构通式如下所示：
[0009][0010]其中，R1为卤素；R2为氨基甲酸酯。
[0011]本专利技术还提供了一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)将化合物1、1,6
‑
萘二酚、无水甲醇混合，回流反应一定时间后加入碳酸银，继续回流反应，得到化合物2；
[0013](2)将化合物3、N,N
‑
二甲胺基甲酰氯、三乙胺、二氯甲烷混合，室温反应，得到化合物4；
[0014]将化合物4、甲醇混合，于冰浴条件下加入硼氢化钠进行反应，得到有机相；将有机相和三溴化磷混合，室温反应，得到化合物5；
[0015](3)将化合物2、四氢呋喃混合，于冰浴条件下加入氢化钠进行反应，然后加入化合物5，继续于冰浴条件下进行反应，得到近红外羧酸酯酶小分子荧光探针；
[0016]其中，化合物1为化合物2为化合物3为化合物4为化合物5为
[0017]步骤(1)和步骤(2)没有顺序限制。
[0018]优选的，在上述一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法中，所述步骤(1)中化合物1、1,6
‑
萘二酚、碳酸银、无水甲醇的摩尔体积比为1mmol：1～3mmol：1～2mmol：50～70mL。
[0019]优选的，在上述一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法中，所述步骤(1)中将化合物1、1,6
‑
萘二酚、无水甲醇混合后回流反应的时间为3～10min；加入碳酸银后回流反应的时间为3～5h。
[0020]优选的，在上述一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法中，所述步骤(2)中化合物3、N,N
‑
二甲胺基甲酰氯、三乙胺、二氯甲烷的摩尔体积比为10mmol：7～15mmol：10～20mmol：20～50mL。
[0021]优选的，在上述一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法中，所述步骤(2)中化合物4、硼氢化钠、三溴化磷、甲醇的摩尔体积比为1～6mmol：10～20mmol：1～12mmol：
10～30mL。
[0022]优选的，在上述一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法中，所述步骤(2)中将化合物3、N,N
‑
二甲胺基甲酰氯、三乙胺、二氯甲烷混合后室温反应的时间为2～6h；
[0023]加入硼氢化钠进行反应的时间为50～80min；
[0024]将有机相和三溴化磷混合后室温反应的时间为8～20h。
[0025]优选的，在上述一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法中，所述步骤(3)中化合物2、化合物5、氢化钠、四氢呋喃的摩尔体积比为1～3mmol：1～5mmol：1～6mmol：5～20mL。
[0026]优选的，在上述一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法中，所述步骤(3)中加入氢化钠进行反应的时间为5～20min；加入化合物5进行反应的时间为1～3h。
[0027]本专利技术还提供了一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针在检测羧酸酯酶中的应用。
[0028]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0029]本专利技术的荧光探针为近红外荧光探针，避免了生物大分子的背景干扰，具有较高的灵敏度，可在微酸以及中性环境中检测羧酸酯酶，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0030]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，以下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。
[0031]图1为荧光探针YDZ
‑
1检测CEs的反应原理图；
[0032]图2为荧光探针YDZ
‑
1与不同浓度CEs反应的荧光光谱图；
[0033]其中，A为荧光光谱图；B为CEs浓度与荧光强度线性图；
[0034]图3为不同浓度荧光探针YDZ
‑
1与CEs反应的荧光光谱图；
[0035]其中，A为荧光光谱图；B为反应速率与荧光探针YDZ
‑
1浓度的Michaelis
‑
Menten动力学图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针，其特征在于，其结构通式如下所示：其中，R1为卤素；R2为氨基甲酸酯。2.权利要求1所述的一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将化合物1、1,6
‑
萘二酚、无水甲醇混合，回流反应一定时间后加入碳酸银，继续回流反应，得到化合物2；(2)将化合物3、N,N
‑
二甲胺基甲酰氯、三乙胺、二氯甲烷混合，室温反应，得到化合物4；将化合物4、甲醇混合，于冰浴条件下加入硼氢化钠进行反应，得到有机相；将有机相和三溴化磷混合，室温反应，得到化合物5；(3)将化合物2、四氢呋喃混合，于冰浴条件下加入氢化钠进行反应，然后加入化合物5，继续于冰浴条件下进行反应，得到近红外羧酸酯酶小分子荧光探针；其中，化合物1为化合物2为化合物3为化合物4为化合物5为步骤(1)和步骤(2)没有顺序限制。3.根据权利要求2所述的一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中化合物1、1,6
‑
萘二酚、碳酸银、无水甲醇的摩尔体积比为1mmol：1～3mmol：1～2mmol：50～70mL。4.根据权利要求2或3所述的一种近红外羧酸酯酶小分子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将化合物1、1,6
‑
萘二酚、无水甲醇混合后回流反应的时间为3～10min；加入碳酸银后回流反应的时间为3～5h。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨德志，汪蓓蕾，梁梦圆，
申请(专利权)人：遵义医科大学，
类型：发明
国别省市：