基于BODIPY专一响应次氯酸的荧光探针、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种基于BODIPY染料专一响应次氯酸的荧光探针、制备方法及应用，探针结构式为：。本探针选择BODIPY染料为荧光团，N,N

【技术实现步骤摘要】
基于BODIPY专一响应次氯酸的荧光探针、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及荧光探针领域，具体涉及一种基于BODIPY染料专一响应次氯酸的荧光探针、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]次氯酸(HClO)作为重要的弱酸性生物活性氧(ROS)，在生物体内由H2O2和Cl
－
在髓过氧化物酶(MPO)的催化下产生。生物体中一定浓度的HClO/ClO
－
在保持细胞正常生理功能、细胞信号转导、维持内环境稳态以及免疫防御系统中发挥着重要的作用。然而过量的HClO/ClO
－
会导致细胞凋亡和组织损伤，进一步增加阿尔茨海默病、神经退行性疾病、糖尿病、心血管疾病、风湿性关节炎和癌症等疾病的发生风险。因此，快速、灵敏的检测方法对于识别检测环境和生命体内的HClO/ClO
－
具有重要意义。
[0003]迄今为止，已经探索出了多种方法用于ClO
‑
的检测，其中包括电化学分析、免疫组织化学、荧光探针法等等。在这些方法中荧光探针法具有响应速度快，灵敏度高，可原位成像和生物创伤性低等优点，在化学分析、生物分析以及医学研究中得到了广泛的应用。尽管目前已报道的荧光探针实现了对ClO
‑
的检测，但是仍然存在一些问题，例如选择性低(某些ClO
‑
探针也可能对H2O2和ONOO
‑
产生响应)，荧光发射波长较短(没有达到近红外区)，在生物体内成像应用匮乏等，因此构建对ClO
‑
具有高选择性的新型近红外荧光探针并实现对细胞和活体成像的研究仍迫在眉睫。BODIPY作为一种优良的荧光团，由于其光稳定性好、高摩尔吸收、高荧光量子产率以及对环境因素的耐受性强，近年来被引入到各种探针中，获得了良好的荧光效果。专利CN106749364A公开了一种检测次氯酸根离子的荧光分子探针，该探针为BODIPY衍生物，其检测原理是通过次氯酸根的氧化作用使C＝N键会氧化断裂并且生成新的C＝O键，该探针的发射波长为521nm，最强吸收峰在508nm处，该波长处于可见光区，而可见光区的组织穿透区浅，在检测的过程中易受可见光的影响，而产生检测误差；而发射波长在近红外区的荧光探针则可以大大避免可见光的干扰，因此，构建基于BODIPY荧光染料专一性响应生物细胞内ClO
‑
的新型近红外荧光探针，并实现探针在活体层面的应用具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种基于BODIPY染料专一响应次氯酸的荧光探针、制备方法及应用，该探针制备方法操作方便，原料易得，能够实现细胞以及小鼠活体内ClO
－
的专一性检测。
[0005]实现本专利技术的技术方案是：
[0006]一种基于BODIPY染料专一响应ClO
－
的荧光探针，化学分子式为：C
40
H
38
BF2N4OS
3+
，命名为BDP
‑
ENE
‑
ClO，探针的结构式为：
[0007][0008]所述的荧光探针的制备方法，步骤如下：
[0009](1)N2保护下，将对羟基苯甲醇溶于1,2
‑
二氯乙烷中，冰水浴中加入二异丙基乙胺，N,N
‑
二甲氨基硫代甲酰氯按照当量1：(1
‑
2)的比例加入，搅拌，50℃反应24h，二氯甲烷萃取，柱层析分离得到化合物1；
[0010]化合物1的结构式：
[0011](2)步骤(1)制得的化合物1溶于二氯甲烷中，三溴化磷按照当量为1：(1
‑
2)的比例加入，室温搅拌1
‑
2h，加水淬灭，二氯甲烷萃取，柱层析分离得到化合物2；
[0012]化合物2的结构式：
[0013](3)N2保护下，2,4
‑
二甲基吡咯、4
‑
吡啶甲醛按照当量为1：(0.5
‑
1)溶于二氯甲烷中，加入当量为0.1的三氟乙酸，室温过夜；再向反应体系下加入当量为0.5的四氯苯醌，搅拌30min，冰浴下加入当量为2
‑
3的三乙胺和当量为3
‑
4的三氟化硼乙醚，室温下反应3h；柱层析分离得到化合物3；
[0014]化合物3的结构式：
[0015](4)N2保护下，将化合物3与5
‑
甲基
‑2‑
噻吩甲醛按照当量为1：(3
‑
4)的比例溶于乙醇中，加入当量为10的哌啶，80℃回流4
‑
5h；旋干反应液，柱层析分离得到化合物4。
[0016]化合物4的结构式：
[0017](5)将化合物2和化合物4按照当量为1：(2
‑
3)的比例溶于甲苯，120℃回流48h，重结晶得到探针BDP
‑
ENE
‑
ClO。
[0018]本专利技术制备的荧光探针在制备细胞/活体中在专一检测ClO
‑
试剂中的应用。
[0019]荧光探针的合成路线如下：
[0020][0021]用二甲基亚砜(DMSO)配制1mM BDP
‑
R
‑
ClO的荧光探针储备液；探针BDP
‑
ENE
‑
ClO(5μM)与待测溶液在溶液体系为乙腈/PBS缓冲液(1:1，v/v，10mM，pH＝7.4)中进行反应，在荧光图谱上可观察到，在用630nm的激发下，690nm处出现一个荧光发射峰并增强约40倍，表面待测溶液中含有ClO
‑
，若没有出现荧光发射峰则表示没有。
[0022]进行定量检测时，记录荧光图谱上690nm处的荧光峰代入线性回归方程为：Y＝0.60904X+0.62648，线性相关系数R2＝0.998，该线性方程以ClO
‑
浓度为横坐标，探针在690nm处的荧光强度为纵坐标。
[0023]检测机制是N,N
‑
二甲氨基硫代甲酸酯基团被次氯酸氧化离去，引起电子转移，酚盐进一步发生自消除反应释放出荧光团，从而引起荧光信号变化。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]1、本专利技术一种利用BODIPY染料专一性检测ClO
‑
的荧光探针，合成方法简单，操作方便；可以实现ClO
‑
专一性检测，而且不受其他活性氮和活性氧化物类的干扰；该探针在溶液测试中，利用紫外和荧光光谱可判断出探针与ClO
‑
反应时间，浓度依赖性关系；在通过选择性和抗干扰能力测试观察出，探针可专一性检测ClO
‑
，不与活性氧化物反应且抗干扰能力强；并且探针的pH稳定性强，细胞毒性小。还可通过荧光成像技术达到对Hela细胞和小鼠活体中的ClO
‑
检测的目的。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于BODIPY染料专一响应次氯酸的荧光探针，其特征在于，探针的结构式为：2.权利要求1所述的基于BODIPY染料专一响应次氯酸的荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)N2保护下，将对羟基苯甲醇溶于1,2
‑
二氯乙烷中，冰浴条件下加入二异丙基乙胺，随后再加入N,N
‑
二甲氨基硫代甲酰氯，搅拌条件下加热反应至完全，反应溶液经二氯甲烷萃取、柱层析分离得到化合物1；(2)N2保护下，将步骤(1)制得的化合物1溶于二氯甲烷中，加入三溴化磷，室温搅拌反应至完全，用冰水淬灭、二氯甲烷萃取、柱层析分离得到化合物2；(3)N2保护冰水浴下，将2，4
‑
二甲基吡咯和4
‑
吡啶甲醛溶于无水DCM中，加入三氟乙酸，室温反应过夜；再向反应体系加入四氯苯醌搅拌，随后在冰浴条件下加入三乙胺和三氟化硼乙醚，室温搅拌，经柱层析得到化合物3；(4)N2保护下，将化合物3和5
‑
甲基
‑2‑
噻吩甲醛溶于乙醇中，加入哌啶，加热回流反应后旋干反应液，经柱层析得到化合物4；(5)将化合物2和化合物4溶于甲苯中，回流反应，用DCM和PE重结晶得到探针BDP
‑
ENE
‑
ClO。3.根据权利要求2所述的基于BODIPY染料专一响应次氯酸的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中对羟基苯甲醇和N,N
‑
二甲氨基硫代甲酰氯的反应当量为1：(1
‑
2)；加热反应的温度为50℃、时间为24h；所述步骤(1)中化合物1的结构式如下：4.根据权利要求2所述的基于BODIPY染料专一响应次氯酸的荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中化合物1和三溴化磷的反应当量为1：(1
‑
2)，室温搅拌的时间为1
‑
2h；
所述步骤(2)中化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，赵伟利，范冠文，王楠楠，张博，鲁小艳，秦淑春，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：