System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 自固定型近红外小分子荧光探针及其制备方法与应用技术_技高网

自固定型近红外小分子荧光探针及其制备方法与应用技术

技术编号:42665009 阅读:11 留言:0更新日期:2024-09-10 12:21
本发明专利技术公开了一种自固定型近红外小分子荧光探针及其制备方法与应用,本发明专利技术结合β‑半乳糖苷酶作用原理,设计并合成了一种能够原位结合并检测β‑gal的自固定型近红外荧光探针,该探针能够特异性的与β‑半乳糖苷酶反应,通过共价作用形成稳定的酶‑探针复合物,达到蛋白标记效果,实现原位锚定,从而为检测细胞内β‑半乳糖苷酶的分布及成像提供了一种准确、高效的新方法。

【技术实现步骤摘要】

(一)本专利技术涉及可激活的自固定型近红外小分子荧光探针及其制备方法与应用,特别涉及通过β-半乳糖苷酶触发的自固定型小分子荧光探针及其制备方法与应用。


技术介绍

0、(二)
技术介绍

1、β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-gal)是一种糖苷水解酶,广泛存在于微生物、植物以及哺乳动物中,它通过催化糖苷键的水解,将乳糖分解成葡萄糖和半乳糖,从而为生物体提供能量和碳源。它的应用十分广泛,如食品工业利用它分解乳糖生产低聚半乳糖以及乳糖不耐受人群可以摄入的低乳糖或无乳糖乳制品。在基因工程领域,β-gal常常被用作报告基因,以检测和量化转基因细胞中目标基因的表达水平。在医疗健康领域,β-gal是细胞衰老和卵巢癌研究中被广泛认可的生物标志物,而在药物代谢研究中,β-gal参与了某些药物的水解过程,了解其活性和分布有助于预测药物在体内的代谢途径和速率,因此,开发准确、有效的方法来监测和追踪β-gal的活性在疾病的诊断和治疗中尤为重要。

2、荧光探针具有高灵敏度、特异性强、操作简易等优点,可以对β-gal进行高分辨率研究,然而由于存在探针分子在与酶反应后发生扩散无法实现原位检测,探针分子荧光穿透力弱、保留时间短不易被接收等原因,使得目前对β-gal的追踪检测的探针技术具有较大局限性,因此开发能够原位成像的具有高穿透性、高分辨率、高信噪比的近红外β-gal荧光探针十分重要。


技术实现思路

0、(三)
技术实现思路

1、本专利技术目的是提供一种可激活的自固定型近红外小分子荧光探针及其制备方法与应用,本专利技术分别以二氰基异佛尔酮以及氟硼二吡咯(bodipy)作为荧光基团,以亚甲基苯醌为基本骨架,以半乳糖苷作为β-gal的识别基团制备了可被激活的自固定型近红外小分子荧光探针。与常规探针相比,自固定型探针荧光强度大幅增强,且共价标记附近的β-gal以持续保留荧光信号,从而提高检测的准确性和灵敏度,实现对β-gal的原位检测,除此之外,探针的信号在多聚甲醛或冷甲醇固定处理后仍得以保留。

2、本专利技术采用的技术方案是:

3、第一方面、本专利技术提供一种自固定型近红外小分子荧光探针,结构如式(i)或(ii)所示,其中(i)记为yt-f-gal,(ii)记为bp-f-gal;

4、

5、第二方面、本专利技术提供一种自固定型小分子荧光探针的制备方法,所述方法按如下步骤进行:

6、将式(1-1)或式(1-2)所示化合物加入饱和甲醇/甲醇钠溶液中,再加入甲醇,在室温下反应5小时,通过tlc监测反应进程,以体积比1:6的甲醇/二氯甲烷为展开剂,反应结束后,用饱和氯化钠水溶液洗涤3次,无水硫酸钠干燥,真空旋干除去溶剂,得到粗品;粗品用二氯甲烷溶解后,采用薄层板层析色谱方式进行纯化,使用体积比为6:1的二氯甲烷/甲醇作为展开剂,合并rf值为0.3-0.5的点,得到黄色固体产物为化合物(ⅰ);使用体积比为8:1的二氯甲烷/甲醇作为展开剂,合并rf值为0.3-0.5的点,得到紫色固体产物为化合物(ii);

7、

8、优选的,饱和甲醇/甲醇钠溶液和甲醇体积比为1:10,所用甲醇体积用量以式(1-1)或(1-2)所示化合物物质的量计为50-100ml/mmol,优选50ml/mmol。

9、优选的,式(1-1)所示化合物的合成路线和方法如下:

10、

11、(1)将式(2-1)所示化合物、式(2-2)所示化合物、碳酸铯和无水硫酸钠加入到干净的圆底烧瓶中,然后再加入无水乙腈,在室温下反应过夜,通过tlc检测反应进程,展开剂为体积比1:5的乙酸乙酯/石油醚;当式(2-1)化合物被完全消耗后结束反应,将混合溶液旋干后,采用二氯甲烷进行溶解,分别用饱和碳酸氢钠水溶液和氯化钠水溶液清洗3次,然后干燥处理(优选50℃干燥4h),得到粗品;粗品用二氯甲烷溶解后经过硅胶层析色谱纯化(硅胶粒径300-400目,柱高40cm,内径3cm,装柱高度25cm,上样0.5个柱体积),使用体积比10-1:1的石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂(优选10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1),洗脱速度10-20ml/min,每种洗脱剂洗脱2-4个柱体积,每15ml流出液收集1管,收集第5-10管的流出液,50℃干燥2h,得到白色固体产物为式(2-3)所示化合物;所述式(2-1)与式(2-2)所示化合物投料物质的量之比为1:1-1.5(优选1:1.5);所述式(2-1)所示化合物与碳酸铯和无水硫酸钠物质的量之比为1:2-5:2-5(优选1:4:4);所述无水乙腈体积以式(2-1)所示化合物物质的量计为10-15ml/mmol(优选10ml/mmol);

12、(2)室温下,将步骤(1)制备的式(2-3)所示化合物加入到含有二氯甲烷溶剂的圆底烧瓶中,在冰浴条件下,将硼氢化钠的甲醇溶液缓慢滴加进去,并用tcl检测反应进程,展开剂为体积比1:6的乙酸乙酯/石油醚;当反应结束后,分别用饱和碳酸氢钠水溶液、氯化钠水溶液洗涤3次,减压旋干除去二氯甲烷,得到粗品;粗品用二氯甲烷溶解后经过硅胶层析色谱进行纯化(硅胶粒径300-400目,柱高40cm,内径6cm,装柱高度30cm,上样0.05个柱体积),以体积比10-2:1的石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂(优选10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1),洗脱速度均为10-20ml/min,每种洗脱剂洗脱2-4个柱体积,每15ml流出液收集一管,收集第6-12管的流出液,50℃干燥4h,得到白色固体产物为式(2-4)所示化合物;所述式(2-3)所示化合物与硼氢化钠物质的量之比为1:0.2-0.5(优选1:0.5);所述甲醇体积用量以式(2-3)所示化合物物质的量计为1-1.5ml/mmol(优选1ml/mmol);加入到式(2-3)所示化合物中的二氯甲烷体积用量以式(2-3)所示化合物物质的量计为10-30ml/mmol(优选15ml/mmol);

13、(3)将步骤(2)制备的式(2-4)所示化合物、二乙氨基三氟化硫、二氯甲烷加入到圆底烧瓶中,在冰浴条件下搅拌反应6小时,并用tlc检测反应进程,以体积比1:6的乙酸乙酯/石油醚为展开剂;当反应结束后加水淬灭反应,用饱和氯化钠水溶液洗涤3次,无水硫酸钠除水,真空旋干除去二氯甲烷,得粗品;粗品用二氯甲烷溶解后经过硅胶层析色谱进行纯化(硅胶粒径300-400目,柱高40cm,内径4cm,装柱高度30cm,上样0.05个柱体积),以体积比10-1:1的石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂(优选10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1),洗脱速度均为10-20ml/min,每种洗脱剂洗脱4-6个柱体积,每15ml流出液收集一管,收集第5-12管的流出液,50℃干燥2h,得到白色固体产物为式(2-5)所示化合物;所述式(2-4)所示化合物与二乙氨基三氟化硫物质的量之比为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自固定型近红外小分子荧光探针,结构如式(I)或(II)所示,其中(I)记为YT-F-gal,(II)记为BP-F-gal;

2.一种权利要求1所述自固定型小分子荧光探针的制备方法,其特征在于,所述方法按如下步骤进行:

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,饱和甲醇/甲醇钠溶液和甲醇体积比为1:10,所用甲醇体积用量以式(1-1)或(1-2)所示化合物物质的量计为50-100mL/mmol。

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,式(1-1)所示化合物的合成方法如下:

5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(1),所述式(2-1)与式(2-2)所示化合物投料物质的量之比为1:1-1.5;所述式(2-1)所示化合物与碳酸铯和无水硫酸钠物质的量之比为1:2-5:2-5;所述无水乙腈体积用量以式(2-1)所示化合物物质的量计为10-15mL/mmol;步骤(2),所述式(2-3)所示化合物与硼氢化钠物质的量之比为1:0.2-0.5;所述甲醇体积用量以式(2-3)所示化合物物质的量计为1-1.5mL/mmol;加入到式(2-3)所示化合物中的二氯甲烷体积用量以式(2-3)所示化合物物质的量计为10-30mL/mmol。

6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(3),所述式(2-4)所示化合物与二乙氨基三氟化硫物质的量之比为1:1.5-3;加入圆底烧瓶中的二氯甲烷体积用量以式(2-4)所示化合物物质的量计为15-30mL/mmol;步骤(4),所述式(3-1)所示化合物与式(2-5)所示化合物物质的量之比为1:1-1.5,式(3-1)所示化合物与醋酸和吡咯烷物质的量之比为1:2-5:2-5;所述乙腈体积以式(3-1)所示化合物物质的量计为10-15mL/mmol。

7.如权利要求2或4所述的方法,其特征在于,式(1-2)所示化合物的合成方法如下:

8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述式(3-2)所示化合物与式(2-5)所示化合物物质的量之比为1:1-1.5,式(3-2)所示化合物与醋酸和吡咯烷物质的量之比为1:2-5:2-5;所述乙腈体积以式(3-2)所示化合物物质的量计为10-15mL/mmol。

9.一种权利要求1所述自固定型小分子荧光探针在制备β-半乳糖苷酶检测试剂中的应用。

10.一种权利要求1所述自固定型小分子荧光探针在细胞β-半乳糖苷酶原位成像中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种自固定型近红外小分子荧光探针,结构如式(i)或(ii)所示,其中(i)记为yt-f-gal,(ii)记为bp-f-gal;

2.一种权利要求1所述自固定型小分子荧光探针的制备方法,其特征在于,所述方法按如下步骤进行:

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,饱和甲醇/甲醇钠溶液和甲醇体积比为1:10,所用甲醇体积用量以式(1-1)或(1-2)所示化合物物质的量计为50-100ml/mmol。

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,式(1-1)所示化合物的合成方法如下:

5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(1),所述式(2-1)与式(2-2)所示化合物投料物质的量之比为1:1-1.5;所述式(2-1)所示化合物与碳酸铯和无水硫酸钠物质的量之比为1:2-5:2-5;所述无水乙腈体积用量以式(2-1)所示化合物物质的量计为10-15ml/mmol;步骤(2),所述式(2-3)所示化合物与硼氢化钠物质的量之比为1:0.2-0.5;所述甲醇体积用量以式(2-3)所示化合物物质的量计为1-1.5ml/mmol;加入到式(2-3)所示化合物中的二氯甲烷体积用量以式(2-3)所示化合物物质的量计为...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛璟燕王文桢王洪峰
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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