一种β-葡萄糖醛酸苷酶化学发光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于化学和生物检测领域，具体涉及一种β

【技术实现步骤摘要】
一种
β
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葡萄糖醛酸苷酶化学发光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于化学和生物检测领域，具体涉及一种β
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葡萄糖醛酸苷酶化学发光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]β
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葡萄糖醛酸苷酶(β
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glucuronidase,GLU)是一种溶酶体水解酶，是一种332kDa的椭圆形四聚体糖蛋白，每个单体分子量约为75
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78kDa，含有651个氨基酸残基。该酶广泛分布于哺乳动物的组织、体液和微生物群中，也存在于植物、鱼类、昆虫和软体动物中。
[0003]β
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葡萄糖醛酸苷酶在多种肿瘤组织中表达水平相对于正常组织与瘤旁组织显著升高。肿瘤细胞在侵袭与转移过程中，需要穿透由IV型胶原、特异性糖蛋白、以及硫酸肝素蛋白聚糖组成的细胞基底膜。β
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葡萄糖醛酸苷酶作为一种基质降解酶，可以水解基底膜中的蛋白多糖，从而参与肿瘤的侵袭与转移。已有文献报道β
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葡萄糖醛酸苷酶在乳腺癌、胃癌、卵巢癌、肺癌等患者的肿瘤组织体液中的酶活水平显著高于健康对照组。提示β
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葡萄糖醛酸苷酶可能是肿瘤潜在的疾病标志物。
[0004]为了更好的研究β
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葡萄糖醛酸苷酶参与肿瘤发生发展的过程，迫切需要开发一种具有高信噪比、高灵敏度，以及可以选择性检测β
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葡萄糖醛酸苷酶的方法。现有检测β
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葡萄糖醛酸苷酶的方法主要包括酶联免疫吸附法、比色法、荧光法、电化学法。其中，酶联免疫吸附法测定过程中影响因素较多，常常导致假阳性结果。比色法、荧光法与电化学发光，其操作简单、灵敏度高，但其存在背景干扰，信噪比较低。化学发光是指在化学反应中通过化学激发而产生光的现象，由于其发光过程中无需外源性的激发光，因此其生物组织背景干扰较低，使化学发光成像拥有超高的灵敏度，可以进行极高信噪比的成像。此外，近红外波长范围的吸收与发射光背景干扰低，组织穿透深度高，更适合应用于活体成像。
[0005]过去十几年里，用于检测β
‑
葡萄糖醛酸苷酶的方法取得了一定的进展，然而现有的探针仍然存在一些不足的地方。目前，荧光探针是使用最广泛的成像技术但在荧光成像的过程中，激发光可能带来如下问题：(1)自发荧光的产生；(2)激发光难以达到深层的组织部位；(3)在成像的过程中，激发光的光子通量往往是探针发射出的光子通量的一万倍。这种情况下将带来严重激发光泄漏，从而造成高的背景信号而导致低的信噪比。因此，更需要一种高信噪比，组织穿透深度高的检测方法、这不仅能为β
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葡萄糖醛酸苷酶的基础研究提供一种可靠的可视化检测方法，还对探究β
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葡萄糖醛酸苷酶与肿瘤的相关性具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是在现有技术的基础上，提供首个能够检测β
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葡萄糖醛酸苷酶的近红外化学发光探针。
[0007]本专利技术的另一个目的是提供这种近红外化学发光探针的制备方法和用途。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下措施达到：
[0009]一种化学发光探针，它具有式(I)所示的化学结构：
[0010][0011]本专利技术提供了一种式(I)所示的化学发光探针的制备方法，其反应路线如下：
[0012][0013]在化学发光探针的制备方法中，化合物1g与化合物S
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6经Wiliamson反应生成化合物1h，化合物1h经碱性水解生成化合物1i，化合物1i经氧自由基反应生成式(I)所示的化学发光探针。
[0014]本专利技术还提供了一种化合物S
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6的合成路线：
[0015][0016]在化合物S
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6的合成中，化合物S
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1经成环反应生成化合物S
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2，化合物S
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2经亲核取代生成化合物S
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3，化合物S
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3与对羟基苯甲醛经Wiliamson反应生成化合物S
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4，化合物S
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4经还原生成化合物S
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5，化合物S
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5经亲核取代反应生成了化合物S
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6。
[0017]本专利技术提供了一种化合物1g的合成路线：
[0018][0019]在化合物1g的合成中，化合物1与原甲酸三甲酯经亲核加成得到化合物1a，化合物1a经亲核取代反应得到化合物1b，化合物1b与亚磷酸三甲酯经阿布佐夫反应得到化合物1c，化合物1c与金刚烷酮经亲核加成反应得到化合物1d，化合物1d脱掉保护基团得到化合物1e，化合物1e生成化合物1f，化合物1f经克脑文盖尔缩合反应生成化合物1g。
[0020]本专利技术式(I)所示的化学发光探针可以应用在检测细胞或机体中β
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葡萄糖醛酸苷酶方面。
[0021]本专利技术式(I)所示的化学发光探针可以应用在检测人血浆或体液中β
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葡萄糖醛酸苷酶的酶活水平方面。
[0022]本专利技术式(I)所示的化学发光探针可以应用在制备检测β
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葡萄糖醛酸苷酶的试剂方面。
[0023]本专利技术提供了首个检测β
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葡萄糖醛酸苷酶的近红外化学发光探针，该探针性质稳定，检测β
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葡萄糖醛酸苷酶时选择性好、检测限低(0.128U/L)，并且实现了人乳腺癌细胞MCF
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7中的β
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葡萄糖醛酸苷酶的荧光与化学发光成像检测。且在MCF
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7异种移植的乳腺癌裸鼠中，该探针也可实现活体水平的β
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葡萄糖醛酸苷酶的化学发光成像检测。
[0024]本专利技术进一步应用该探针检测了健康成人、乳腺癌患者血浆中β
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葡萄糖醛酸苷酶的酶活水平，并使用商品化的ELISA方法进行验证。结果表明，该探针CL
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GLU可以定量检测人血浆中β
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葡萄糖醛酸苷酶的酶活水平。
附图说明
[0025]图1是本专利技术探针CL
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GLU识别GLU示意图。
[0026]图2是探针CL
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GLU稳定性实验图；
[0027]图中，37℃条件下，6h内，PB缓冲液(50mM，pH＝7.4,1％DMSO,包含10g/L BSA)以及PB缓冲液+CL
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GLU(10μM)的化学发光强度变化.上方的曲线为PB+CL
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GLU，下方的曲线为PB。
[0028]图3是探针CL
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GLU与GLU反应的化学发光动力学；
[0029]图中，37℃条件下，CL
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GLU(10μM),CL
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GLU(10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学发光探针，其特征在于它具有式(I)所示的化学结构：2.一种权利要求1所述的化学发光探针的制备方法，其特征在于其反应路线如下：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于化合物1g与化合物S
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6经Wiliamson反应生成化合物1h，化合物1h经碱性水解生成化合物1i，化合物1i经氧自由基反应生成式(I)所示的化学发光探针。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述化合物S
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6的合成路线如下：5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于化合物S
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1经成环反应生成化合物S
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2，化合物S
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2经亲核取代生成化合物S
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3，化合物S
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3与对羟基苯甲醛经Wiliamson反应生成化合物S
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4，化合物S
‑
4经还原生成化合物S
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，冯爱露，应伟武，史逸凡，吕雳，鲍子豪，薛运生，
申请(专利权)人：徐州医科大学，
类型：发明
国别省市：