一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针及其制备和应用。探针呈现良好的细胞溶酶体靶向能力，并且在溶酶体内酸性环境作用下，能够发释放二氧化硫及衍生物的反应位点，SO2及衍生物可以跟分子释放的不饱和碳碳双键进行迈克尔加成，改变分子的共轭结构，引起探针颜色及荧光的变化，具有较强的荧光强度，可实现溶酶体内SO2及其衍生物的成像与快速检测，表现出良好的实际应用性。本发明专利技术的探针制备方法简单，原料来源多样化，易于大规模生产和应用。生产和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及SO2及衍生物检测
，特别涉及一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针及其制备和应用。

技术介绍

[0002]溶酶体是内源性二氧化硫(SO2)产生的主要场所，并且溶酶体作为活细胞的清道夫，在代谢过程中起着举足轻重的作用。异常的SO2会影响细胞中溶酶体的数量和活性，从而进一步损害局部免疫功能。尽管已有荧光分子探针用于溶酶体内SO2及其衍生物的检测与荧光成像中，但在现有技术手段中，绝大部分探针其活性位点在未进入细胞或是细胞器前就已被激活，因而导致检测结果准确度较低。即使已有溶酶体靶向光激活型SO2荧光探针的开发与应用，但是其需要用到紫外线照射辐射来激活荧光探针中SO2的活性位点，会对活细胞产生损伤，限制了SO2荧光探针的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针及其制备和应用，具体涉及一种pH诱发分子开关开闭环、酸致变色的螺环化合物，在溶酶体内的酸性环境下，不需要施加其他刺激方式，这类螺环类化合物即可发生螺碳
‑
杂原子共价键的断裂，并伴随颜色与荧光的变化。与此同时，与之相连的碳碳双键亲电性增强，SO2及其衍生物可通过亲核加成进攻不饱和C＝C键，改变螺环类分子中电子云的分布并中断其大共轭结构，进而改变分子探针荧光波长与强度，实现溶酶体内SO2及其衍生物的成像与检测。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0005]本专利技术的第一个方面提出了一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针。
[0006]本专利技术的第二个方面提出了一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针的制备方法。
[0007]本专利技术的第三个方面提出了一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针的应用。
[0008]根据本专利技术的第一个方面，提出一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针，包括以下式I结构的化合物：
[0009][0010]其中，X选自O、S、Se、NH、含取代基的N原子中的一种；
[0011]Ar1选自碳原子数为6～14的芳香环或取代芳香环；
[0012]R1为溶酶体靶向基团，选自氢、吗啉、哌嗪、吡啶、哌啶、1,4,7
‑
三氮杂环九烷、1,4,
7,10
‑
四氮杂环十二烷中的一种；
[0013]R2、R3、R4、R5分别独立地选自H、烷基或被取代的烷基、烯基或被取代的烯基、炔基或被取代的炔基、羰基、酰胺基、卤素、硝基、氰基、醛基、次氨基、磺酰基、芳基或被取代的芳基、杂芳基中的一种；
[0014]在上述结构通式的化合物中，n的数值为1～5之间的任一整数。
[0015]在本专利技术中，螺环类荧光分子探针的杂环经过外界刺激如pH变化会发生化学键的断裂，进而形成π
‑
延展的大共轭体系，其拥有高的摩尔吸光系数及长波长(近红外)荧光，易于被肉眼或机器捕捉与识别。溶酶体内pH 4.0～6.0，在此种酸环境刺激下，本专利技术所设计的螺环类分子探针能够发生螺碳
‑
杂原子共价键的断裂，形成的两性离子中的负离子和杂原子正离子不在同一个共轭体系，减少了负离子对正电性的分散，使得杂原子正离子部分的亲电性大大增加，从而使与之相邻的双键更易于被亲核性物质如SO2与SO2类衍生物进攻。伴随着增色团或荧光团的引入与修饰，所产生的加成反应能够改变螺环类分子中电子云的分布并中断其大共轭结构，影响分子探针的光学性能，进而使分子的颜色与荧光发生明显的改变，上述过程机理如下所示：
[0016][0017][0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述芳香环包括单环、双环、多环芳香环；
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述芳香环选自苯环、萘环、菲环、蒽环中的一种；
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述取代芳香环上的取代基选自F、Cl、Br、I、R、CX
13
、CX1X2X3、NO2、OR、SR、SO2R、SOR、SO3R、NHR、NRR
’
、CHO、CH2OR、CO2R、OCOR、OCOCH2R、CONHRNR
’
O中的一种；其中，X1、X2、X3分别独立选自H、F、Cl、Br、I、NO2、OR、SR、NHR、NRR
’
、(CH2)
m
CHO、(CH2)
m
CO2R、(CH2)
m
中的一种；R和R
’
分别独立选自H或烃类取代基，m为0～4之间的任一整数。
[0021]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述Ar1选自碳原子数为6～10的芳香环或取代芳香环。
[0022]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述X为O。
[0023]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述Ar1选自单环、双环芳香环、取代单环芳香环中的一种。
[0024]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述R1选自氢、吗啉、哌嗪、1,4,7
‑
三氮杂环九烷、1,4,7,10
‑
四氮杂环十二烷中的一种。
[0025]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述R2、R3、R4、R5分别独立地选自H、烷氨基或被取代的烷氨基中的一种。
[0026]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述n＝1。
[0027]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述单环芳香环为苯。
[0028]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述双环芳香环为萘。
[0029]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述取代单环芳香环上的取代基选自NO2、CONHRNR
’
O中的一种，其中R和R
’
分别独立选自H或烃类取代基。
[0030]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述取代单环芳香环上的取代基选自NO2、中的一种。
[0031]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述式I所示结构的化合物选自以下化合物中的一种：
[0032][0033]上述各结构化合物的名称分别为，A
‑
1：7
‑
(二乙氨基)
‑3‑
[(1E)
‑2‑
(8，9
‑
二氢
‑
11,11
‑
二甲基苯并噁唑并[3,2
‑
a]吲哚
‑
10a(11H)
‑
基)乙烯基]‑
2H
‑
色烯
‑2‑
酮；A
‑
2：7
‑
(二乙氨基)
‑3‑
[(1E)
‑2‑
(8，9
‑
二氢
‑
11,11
‑
二甲基苯并噁唑并[3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶向溶酶体、pH激活的SO2荧光探针，其特征在于，包括以下式I结构的化合物：其中，X选自O、S、Se、NH中的一种；Ar1选自碳原子数为6～14的芳香环或取代芳香环；R1为溶酶体靶向基团，选自氢、吗啉、哌嗪、吡啶、哌啶、1,4,7
‑
三氮杂环九烷、1,4,7,10
‑
四氮杂环十二烷中的一种；R2、R3、R4、R5分别独立地选自H、烷基或被取代的烷基、烯基或被取代的烯基、炔基或被取代的炔基、羰基、酰胺基、卤素、硝基、氰基、醛基、次氨基、磺酰基、芳基或被取代的芳基、杂芳基中的一种；n的数值为1～5之间的任一整数。2.根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于，所述芳香环包括单环、双环、多环芳香环中的一种；所述取代芳香环上的取代基选自F、Cl、Br、I、R、CX
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、CX1X2X3、NO2、OR、SR、SO2R、SOR、SO3R、NHR、NRR
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、CHO、CH2OR、CO2R、OCOR、OCOCH2R、CONHRNR
’
O中的一种；其中，X1、X2、X3分别独立选自H、F、Cl、Br、I、NO2、OR、SR、NHR、NRR
’
、(CH2)
m
CHO、(CH2)
m
CO2R、(CH2)
m
中的一种；R和R
’
分...

【专利技术属性】
技术研发人员：席冠，刘媚，栾天罡，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：