一种快速高效检测硫化氢的荧光探针及其制备方法和应用技术

技术编号：40009746 阅读：12 留言：0更新日期：2024-01-16 15:05

本发明专利技术属于生物检测技术领域，公开了一种快速高效检测硫化氢的荧光探针及其制备方法和应用。该荧光探针以8‑(4‑苄基)‑1，3，5，7‑四甲基‑氟硼二吡咯为荧光团，以轮环藤宁与Cu(Ⅱ)的络合物为识别基团，其结构式Ⅰ如下本发明专利技术提供的荧光探针在检测硫化氢的过程中可有效避免了其他竞争性物质的干扰，具有非常高的选择性和灵敏度，且检测速度快，可用于样品中硫化氢的荧光动态检测。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物检测，涉及一种快速高效检测硫化氢的荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

1、目前检测硫化氢的常用方法为基于硫化物选择性电极的电化学法、气相色谱法和亚甲蓝测定法，这些方法通常受到时间分辨率低、样品遭破坏、样品制备的人工成本高和与活细胞相容性差的限制。为了深入研究机体内硫化氢的生理功能及作用机制，需要一种检测细胞中硫化氢浓度的新方法。荧光探针由于其在活细胞或组织中的高特异性、高灵敏性和非破坏性而受到广泛关注。

2、目前，检测硫化氢的荧光探针已经有了许多报道，但识别方式主要为基于还原反应和亲核反应的检测机理，这类探针大部分反应速度慢，检测过程通常需要几十分钟甚至若干小时，同时有些此类探针对硫化氢的选择性也很差，因此研制出选择性好、检测速度快的硫化氢探针具有一定的挑战性和研究意义。

技术实现思路

1、本专利技术为解决现有硫化氢检测技术中存在的检测反应速度慢，耗时长、效率低以及选择性差的缺陷，提供一种快速高效检测硫化氢的荧光探针及其制备方法和应用。

2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：

3、本专利技术的第一个方面是提供一种快速高效检测硫化氢的荧光探针，所述荧光探针以8-(4-苄基)-1，3，5，7-四甲基-氟硼二吡咯为荧光团，以轮环藤宁与cu(ⅱ)的络合物为识别基团，其结构式ⅰ如下：

4、

5、优选地，所述荧光探针的制备路线如下：

6、

7、本专利技术的第二个方面是提供一种如所

8、步骤(1)：将2，4-二甲基吡咯溶于二氯甲烷中，不断搅拌并缓慢滴加4-(氯甲基)苯甲酰氯溶液，于50℃加热搅拌，待反应完全后停止加热，冷却，旋蒸至原溶液的1/20，向所得溶液中加甲苯和三乙胺，室温搅拌均匀后加入三氟化硼乙醚，于50℃加热搅拌，待反应完全后停止加热，冷却，旋蒸溶液后，所得粗品用二氯甲烷溶解并用纯水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂后，通过柱色谱分离纯化产物，得到砖红色固体化合物1；

9、

10、步骤(2)：将步骤(1)所得固体化合物1溶于三氯甲烷中，并缓慢滴加到轮环藤宁的三氯甲烷溶液中，不断搅拌至反应完全，旋蒸溶液后，所得粗品用二氯甲烷溶解并用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂后，通过柱色谱分离纯化产物，得到粉色固体化合物2；

11、

12、步骤(3)：将步骤(2)所得固体化合物2溶于甲醇中，并缓慢滴加高氯酸铜(ii)六水合物的甲醇溶液，不断搅拌至反应完全，真空旋蒸后得到荧光探针。

13、优选地，步骤(1)中，所述2，4-二甲基吡咯和4-(氯甲基)苯甲酰氯的摩尔比为2：1。

14、优选地，步骤(2)中，所述固体化合物1和轮环藤宁的摩尔比为1：6～10。

15、优选地，步骤(3)中，所述固体化合物2和高氯酸铜(ii)六水合物的摩尔比为1：1～1.05。

16、优选地，步骤(1)和步骤(2)中，均采用薄层色谱监测反应进程；步骤(3)中，采用高分辨质谱监测反应进程。

17、本专利技术的第三个方面是提供一种如所述的荧光探针在制备用于溶液、细胞和生物样品中硫化氢的荧光探针测试液中的应用。

18、优选地，所述荧光探针测试液的配制方法为：将所述荧光探针加入到hepes缓冲溶液中，配置成浓度为5～20μm的荧光探针测试液。

19、优选地，采用所述荧光探针测试液对硫化氢进行检测时，激发波长为497nm，发射波长为510nm。

20、本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

21、(1)本专利技术以8-(4-苄基)-1，3，5，7-四甲基-氟硼二吡咯为荧光团，荧光团引入轮环藤宁后可与cu(ⅱ)络合得到荧光探针最终结构，该荧光探针可以与硫化氢共存后产生硫化铜沉淀，从而使得cu(ⅱ)对荧光探针的顺磁性效应消失；该荧光探针在510nm处有较弱的荧光发射峰，加入硫化氢后，在510nm处荧光强度明显增强，而加入其他竞争性物质后，在510nm处荧光发射强度几乎没有变化，因此在检测硫化氢的过程中避免了其他竞争性物质的干扰，具有非常高的选择性；

22、(2)本专利技术提供的荧光探针的检测限低至1.1nm，具有很高的灵敏度；

23、(3)本专利技术提供的荧光探针具有良好的水溶性，可以实现水溶液中硫化氢的动态荧光检测，无需加入一定比例的有机溶剂；

24、(4)本专利技术提供的荧光探针具有快速跨越细胞膜的能力，能够实现对细胞内源性以及外源性硫化氢的检测以及荧光成像；

25、(5)本专利技术提供的荧光探针对生物体的细胞毒性小，在生物体内的兼容性强，溶酶体靶向性好，更利于细胞中溶酶体内硫化氢的实时成像分析；

26、(6)本专利技术提供的荧光探针可在血清等复杂环境下实现对硫化氢的定性或定量检测；

27、(7)本专利技术提供的制备荧光探针的方法，通过缩合、络合反应等几步反应即可得到荧光探针最终结构，制备工艺简单、方便。

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【技术保护点】

1.一种快速高效检测硫化氢的荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的结构式如下：

2.根据权利要求1所述的快速高效检测硫化氢的荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的制备路线如下：

3.一种如权利要求1或2所述荧光探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述2，4-二甲基吡咯和4-(氯甲基)苯甲酰氯的摩尔比为2：1。

5.根据权利要求1所述荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述固体化合物1和轮环藤宁的摩尔比为1：6～10。

6.根据权利要求3所述荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述固体化合物2和高氯酸铜(II)六水合物的摩尔比为1：1～1.05。

7.根据权利要求3所述荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，均采用薄层色谱监测反应进程；步骤(3)中，采用高分辨质谱监测反应进程。

8.一种如权利要求1或2所述的荧光探针在制备用于溶液、细胞和生物样品中硫化氢的荧光探针测试液中的应用。