基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备和应用，该荧光探针的结构式为：本发明专利技术提供了以花菁荧光染料、D

【技术实现步骤摘要】
基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备和应用


[0001]本专利技术属于荧光探针
，具体涉及一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备和应用。

技术介绍

[0002]谷胱甘肽(GSH)是一种重要的生物硫醇，在调节各种生理事件中起着关键作用(S.Y.Zhang,C.N.Ong,H.M.Shen,CancerLett.,2004,208,143
‑
153；A.Sharma,M.G.Lee,M.Won,S.Koo,J.F.Arambula,J.L.Sessler,J.Am.Chem.Soc.,2019,141,15611
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15618)。谷胱甘肽的失衡会影响细胞许多功能，包括生长、代谢、交流和免疫反应(C.T.Dooley,T.M.Dore,G.T.Hanson,W.C.Jackson,S.J.Remington,R.Y.Tsien,J.Biol.Chem.,2004,27,22284
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22293)。作为最丰富的非蛋白质硫醇，谷胱甘肽被认为是维持细胞内氧化还原平衡的主要参与者(S.U.Hettiarachchi,B.Prasai,R.L.McCarley,J.Am.Chem.Soc.,2021,136,7575
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7578)。因此，发展一种高效检测GSH的策略具有重要意义。
[0003]到目前为止，已经开发了许多检测GSH的方法，比如：电化学法(Y.N.Zhong,M.H.Lin,J.D.Zhou,Y.J.Liu,Chin.J,Anal.Chem.,2010,38,229
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232)，流动注射分析法(A.Waseem,M.Yaqoob,A.Nabi,Chem.Res.ChineseUniversities.,2010,26,893
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898)，质谱法(N.Burford,M.D.Eelman,D.E.Mahony,M.Morash,Chem.Commun.,2003,1,146
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147)等。相比于这些传统的方法，荧光分析方法具有高灵敏度和高分辨率成像生物样本等优势。到目前为止，有许多检测GSH的荧光探针被报道(N.Liu,Y.Jia,M.Y.Chen,C.H.Guan,Y.F.Feng,L.Yang,RSCAdv.,2015,5,13042
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13045；Y.X.Guo,Y.Strongin,R.Mao,Angew.Chem.Ed.,2011,50,10690
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10693；Z.Xiang,S.Rehm,M.Safont
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Sempere,F.W
ü
rthner,Nat.Chem.,2009,1,623
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629；J.Liu,Y.Q.Sun,Y.Huo,H.Zhang,D.Song,W.Guo,J.Am.Chem.Soc.,2014,136,574
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577)。但是，这些GSH探针存在一些不足：(1)分析波长较短，因此容易被活体内生物分子产生的自发荧光信号干扰，且组织穿透能力较弱，从而限制了在生物体内的应用；(2)不能主动靶向细胞和组织，难以在特定组织聚集，分散在各处的探针会降低检测效率并使背景荧光进一步增强。因此，设计和合成具有长波长和靶向能力的GSH荧光探针是非常有意义的。
[0004]花菁染料是目前荧光探针领域中应用比较广泛的一类染料，它具有摩尔吸光系数大、光稳定性高等优势，最重要的是，具有近红外发射性能。近红外发射能够穿透更深的组织，不易受到生物自体荧光的干扰，对生物成像更有利。生物素(维生素B7)是一种很好的靶向肿瘤细胞的结构，据报道，各种癌细胞，如宫颈癌、乳腺癌、肺癌和卵巢癌，都过度表达生物素受体(Y.Singh,K.K.Durga
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Rao
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Viswanadham,A.Kumar
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Jajoriya,J.G.Meher,K.Raval,S.Jaiswal,J.Dewangan,H.K.Bora,S.K.Rath,J.Lal,Mol.Pharmaceutics,2017,14,2749
‑
2765；K.Li,L.Qiu,Q.Liu,G.Lv,X.Zhao,S.Wang,J.Lin,J.Photochem.Photobiol.,2017,174,243
‑
250；N.U.Deshpande,M.Jayakannan,Biomacromolecules,2018,19,3572
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3585)。在探针中引入生物素结构是实现肿瘤特异性分
布的一种有效策略，探针在细胞和组织的特异性分布有望提升细胞中GSH检测的灵敏度和信噪比。但是，现在还没有能同时靶向癌细胞和检测GSH的荧光探针。因此，设计和合成一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针，作为检测癌细胞中GSH的有效工具，是非常必要的。

技术实现思路

[0005]根据所提出的要求，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，提供了一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针。
[0006]本专利技术的技术方案是，一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针，其中，Cy
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Bio
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GSH的结构如下：
[0007][0008]一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备方法。步骤如下：
[0009]将1当量的Cy
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Bio
‑
Cl溶解到10～25mL无水N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)中，加入50mL的圆底烧瓶中，在
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10～0℃条件下搅拌均匀，接着将4～6当量的氢化钠缓慢加入到圆底烧瓶中，将4～6当量的4
‑
羟基
‑4‑
硝基偶氮苯溶解在4～6mL无水DMF中，缓慢滴加到上述体系；接着，将反应体系用氮气保护并继续搅拌4～6h；反应完成后，粗产物在减压条件下除去溶剂，用体积比为30:1～10:1的CH2Cl2/CH3OH洗脱剂纯化，得到蓝绿色固体化合物Cy
‑
Bio
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GSH，即为所述的荧光探针。
[0010]本专利技术的有益效果是，一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的良好的光谱响应性能。首先，研究该探针的荧光光谱性质。荧光探针本身没有明显的近红外发射峰；加入GSH后，在820nm处出现了明显的近红外发射峰。并且随着GSH浓度的增大，探针的近红外荧光强度不断增强。当GSH浓度为40μM，荧光强度增强了30倍。该探针的检测范围从1μM到40μM，检测限为0.3μM，表明此荧光探针可以灵敏地检测溶液中的GSH。接着，研究探针的紫外吸收光谱。探针在780nm处没有明显的吸收带，加入GSH后，在780nm附近出现的吸收峰逐渐升高，溶液颜色从浅绿色变为蓝色。然后，研究探针的选择性。考察了探针与无机离子(Na
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针。其中，Cy
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Bio
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GSH的结构如下：2.根据权利要求1所述的一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备方法，其特征在于，反应步骤如下：将1当量的Cy
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Cl溶解到10～25mL无水N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)中，加入50mL的圆底烧瓶中，在
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10～0℃条件下搅拌均匀，接着将4～6当量的氢化钠缓慢加入到圆底烧瓶中，将4～6当量的4
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羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春艳，杨志超，顾青松，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：