一种水溶性环境敏感型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水溶性环境敏感型荧光探针，以苯并噁二唑环为基本骨架，L

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性环境敏感型荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种用于蛋白分析的水溶性环境敏感型荧光探针及其制备方法和应用，属于蛋白质分析


技术介绍

[0002]蛋白质是人体生命活动的基本物质，它与细胞的结构、遗传物质的传递以及生物进化密切相关。蛋白质的定量分析一直是化学、生物化学、医学等研究领域的重要课题，对疾病诊断、食品药品分析以及临床分析都有重大意义。
[0003]目前用于定量测定蛋白质的分析技术已较为成熟，包括吸光光度法、共振瑞利散射法、免疫法、高效液相色谱法、毛细管电泳分析法等。其中，由于荧光分析法具有高灵敏，高选择性、动态响应范围宽等优点，在生物大分子的检测中备受青睐。荧光分析法是通过荧光探针与蛋白质的吸附或共价结合作用，影响体系的荧光信号，从而达到检测蛋白的目的。但是，大多数荧光探针含有芳环或杂环结构，水溶性差，荧光响应度低，无法达到在水溶液中检测蛋白的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提出一种能用于广泛分析蛋白的水溶性环境敏感型荧光探针，并给出其制备方法和应用。
[0005]为了达到以上目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种用于蛋白分析的水溶性环境敏感型荧光探针，其化学结构通式如下所示：
[0007][0008]本专利技术提供一种有机小分子荧光探针，该荧光探针以苯并噁二唑环为基本骨架，L
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谷氨酸(L
‑
Glu)经亲核取代连接荧光团，获得水溶性环境敏感型荧光探针DBD
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L
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Glu。该荧光探针DBD
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L
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Glu既保留了环境敏感性特点，又具备了水溶性特点，在与蛋白质经疏水作用和静电作用结合后，可通过测量荧光强度的变化，实现蛋白的快速灵敏检测。因此，本专利技术的荧光探针可应用于标记大分子蛋白、蛋白的定量分析以及蛋白表面疏水指数的探究，且合成工艺简单易行，易于推广。
[0009]本专利技术的荧光探针DBD
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L
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Glu既保留了环境敏感性特点，在水溶液中表现出很弱的荧光，在有机溶液中表现出强荧光，同时，该染料具备了亲水性特点。蛋白中大多数的配
体结合位点是疏水的，该探针与目标蛋白质的疏水配体结合域的结合使得环境敏感荧光团更接近蛋白质的疏水口袋，使得荧光团发射更强的光，相反，在没有靶蛋白存在的情况下，荧光探针将保留在水性缓冲液中，显示弱荧光。不同蛋白等电点不同，与该荧光染料表面的会存在静电吸附或排斥作用，使得染料紧密接触或远离染料，基于疏水作用和静电作用，可通过测量荧光强度的变化，实现蛋白的快速灵敏检测。
[0010]本专利技术提供一种水溶性环境敏感型荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
[0011]步骤1、将4
‑
(N,N
‑
二甲氨基磺酰)
‑7‑
氟
‑
2,1,3
‑
苯并恶二唑溶解在乙腈中，得到溶液A；
[0012]步骤2、将四乙基碘化铵水溶液加入到溶液A中，室温下充分搅拌，得到溶液B；
[0013]步骤3、将L
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谷氨酸和碳酸钠溶于水中，得到溶液C；
[0014]步骤4、将溶液B和溶液C混合，室温下充分搅拌，得到溶液D；
[0015]步骤5、溶液D经萃取，酸化，再次萃取后，干燥，过滤得到固体，即目标探针化合物。
[0016]本专利技术在不改变探针母体荧光基团的基础上，结合小分子氨基酸，有效地改善荧光探针的发光性质和化学性质，使其具备水溶性，拓宽了荧光探针在大分子蛋白检测方向的应用。
[0017]本专利技术进一步细化的技术方案如下：
[0018]本专利技术的水溶性环境敏感型荧光探针的制备方法，具体包括以下步骤：
[0019]步骤1、将22mg 4
‑
(N,N
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二甲氨基磺酰)
‑7‑
氟
‑
2,1,3
‑
苯并恶二唑(DBD
‑
F)溶解在1.2mL的乙腈中，涡旋使其完全溶解，得到混合溶液A；
[0020]步骤2、将69mg四乙基碘化铵(TEAI)溶解在200μL的去离子水中，涡旋使其完全溶解，再向其中加入混合溶液A，室温下充分搅拌3h，得到黄色混合溶液B；
[0021]步骤3、将80mg L
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谷氨酸(L
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Glu)和86mg碳酸钠溶于2.2mL的水中，涡旋使其完全溶解，得到混合溶液C；
[0022]步骤4、将混合溶液B和混合溶液C混合，室温下充分搅拌12h，得到深黄色溶液D；
[0023]步骤5、在溶液D中加入乙酸乙酯，萃取两次，取水层，用50％的盐酸酸化；酸化后，再用乙酸乙酯萃取两次，取乙酸乙酯层，用无水硫酸镁干燥，过滤，用甲醇作为溶剂，利用薄层色谱分析纯化，蒸馏，最后得到橙黄色固体，即目标探针化合物。
[0024]本专利技术还提供一种水溶性环境敏感型荧光探针作为荧光指示剂在蛋白质分析中的应用。该荧光探针对蛋白的检测具有普适性。
[0025]上述的应用中，所述荧光探针具有良好的水溶性和环境敏感型，在不同pH值的缓冲溶液或/溶剂中具有不同的荧光响应值。
[0026]上述溶剂包括但不限于水、乙醚、正辛烷、甲酸、二甲亚砜、甲醇、乙醇、四氢呋喃、N
’
N
‑
二甲基甲酰胺。
[0027]上述缓冲溶液包括强酸性溶液、强碱性溶液、弱酸性溶液和弱碱性溶液。
[0028]上述应用中，以pH＝7.4的PBS缓冲溶液作为蛋白检测溶剂，其检测评价时的检测条件为：激发波长为430nm，在480
‑
660nm之间进行荧光发射光谱的检测。
[0029]本专利技术的荧光探针保留了环境敏感性特点，同时引入的羧基基团使其具备了水溶性特点，并方便后续的功能化修饰。本专利技术的荧光探针在与蛋白经疏水作用和静电作用结合后，可通过测量荧光强度的变化，实现蛋白的快速灵敏检测。
[0030]本专利技术的荧光探针，具有环境敏感性的特点，其具体特点包括：
[0031](1)本专利技术的荧光探针在水、乙醚、正辛烷、甲酸、二甲亚砜、甲醇、乙醇、四氢呋喃、N
’
N
‑
二甲基甲酰胺等不同的溶剂中呈现不同的紫外吸收和荧光强度。
[0032](2)本专利技术的荧光探针在强酸性缓冲溶液中荧光强度较高，在弱酸至弱碱缓冲溶液中荧光强度差别不大，在强碱缓冲溶液中荧光强度较弱。
[0033](3)本专利技术的荧光探针不受温度变化的影响。
[0034](4)本专利技术的荧光探针，在水溶液中，没有蛋白存在时，几乎没有荧光强度；当有蛋白存在时，蛋白和荧光探针之间存在静电和疏水作用，使得荧光强度增加。
[0035](5)本专利技术的荧光探针应用于蛋白的分析评价时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性环境敏感型荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的化学结构通式如下所示：2.如权利要求1所述一种水溶性环境敏感型荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将4
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(N,N
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二甲氨基磺酰)
‑7‑
氟
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2,1,3
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苯并恶二唑溶解在乙腈中，得到溶液A；步骤2、将四乙基碘化铵水溶液加入到溶液A中，室温下充分搅拌，得到溶液B；步骤3、将L
‑
谷氨酸和碳酸钠溶于水中，得到溶液C；步骤4、将溶液B和溶液C混合，室温下充分搅拌，得到溶液D；步骤5、溶液D经萃取，酸化，再次萃取后，干燥，过滤得到固体，即目标探针化合物。3.根据权利要求2所述一种水溶性环境敏感型荧光探针的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、将22mg 4
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(N,N
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二甲氨基磺酰)
‑7‑
氟
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2,1,3
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苯并恶二唑溶解在1.2mL的乙腈中，涡旋使其完全溶解，得到混合溶液A；步骤2、将69mg四乙基碘化铵溶解在200μL的去离子水中，涡旋使其完全溶解，再向其中加入混合溶液A，室温下充分搅拌3h，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖宏伟，韩月，宗成华，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：