[发明专利]一类比率检测次氯酸的荧光探针及其在生物体系内的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类用于比率检测次氯酸（HClO）的荧光探针。具体的说，是一类在HClO存在下荧光波长发生变化的化合物，从而能够比率检测溶液体系、细胞、动物组织或动物个体内的次氯酸的荧光探针。

背景技术

次氯酸（HClO）作为生物体内的一种活性氧，对于生物体具有十分重要的意义。与生物体内的其他活性氧不同，次氯酸在日常生活中也广泛用作消毒剂、抗菌剂和漂白剂。细胞内源性的次氯酸是通过髓过氧化物酶MPO催化双氧水和氯离子产生的。次氯酸在生理条件下会分解为具有强氧化性的次氯酸根阴离子(ClO-),具有抗菌性能且能抵抗微生物入侵，在生物体的免疫系统内扮演着重要的角色。然而，当次氯酸浓度发生改变或者生物体功能紊乱时，次氯酸会引起生物体的一系列氧化损伤，从而导致呼吸损伤、缺血再灌注损伤、风湿性关节炎、心血管疾病、肾功能障碍、癌症及多种神经退行性疾病。因此，发展一种有效地检测次氯酸的方法具有重要的生物医学意义。

目前，研究人员已经报道了许多用于检测次氯酸的分析方法如电分析、电位测定、分光光度法、化学发光法、荧光探针法。其中荧光探针法对细胞损伤小，结合荧光共聚焦显微技术可以在活细胞中进行较高时间和空间分辨的可视化分析，是有效检测生命体内次氯酸的手段之一，具有更广阔的应用前景。而且荧光探针法中的比率型探针相对于荧光增强型探针能够有效地消除探针浓度，仪器效率，光漂白等影响，受外部环境的干扰较小，具有更大的优势。Joanna Shepherd等公开了一种检测次氯酸的荧光探针SNAPF（结构见图1，Joanna Shepherd et al,Chemistry&Biology,2007,14,1221-1231），与次氯酸作用后荧光增强从而检测次氯酸的存在，但是该探针是基于荧光强度的变化来检测次氯酸的。Tetsuo Nagano等公开了一种检测次氯酸的荧光探针HySOx（结构见图1，Suguru Kenmoku et al,J.Am.Chem.Soc,2007,129,7313-7318）,与次氯酸作用后荧光增强，但是该探针也是荧光增强型探针。Chen Xinqi等公开了一种以罗丹明B为荧光团，二苯甲酰肼为次氯酸受体的荧光探针（结构见图1，XinqiChen et al,Chem.Eur.J.2008,14,4719-4724），与次氯酸作用后荧光发生位移，能够比率检测次氯酸。但是该探针没有用于生物体系检测。因此开发具有选择性，可用于生物体系中次氯酸比率检测的荧光探针具有重要意义。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供了一种可用于选择性检测溶液体系、细胞、动物组织或动物个体中次氯酸的比率荧光探针，此探针可以选择性地与次氯酸作用，作用后荧光波长发生位移。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明采用花菁染料作为荧光母体，在花菁母体中位上引入仲胺，利用花菁母体的高电子云密度而容易被次氯酸氧化的性质，以实现选择性地检测次氯酸；花菁母体被次氯酸氧化后，探针的荧光波长发生蓝移，原来的长波长荧光峰强度随次氯酸含量的增加而逐渐降低，新出现的短波长荧光峰强度逐渐升高，用于比率地检测次氯酸。

所述的荧光探针的通式为：

通式Ⅰ：R1R2N-F

R1、R2分别为具有1～20个碳原子的烷基，含硝基、氨基、磺酸基、羟基、胺基、烷氧基、氰基、氟、氯、溴、碘中的一种或二种以上的取代基的1-20个碳原子的烷基，含取代基或不含取代基的苯环、萘环或蒽环，R1，R2可以相同或不相同；或者R1、R2间相连、并且与N原子形成5-10元环烷基结构；F为一甲川花菁母体、三甲川花菁母体、五甲川花菁母体或七甲川花菁母体。

如果带取代基的烷基中碳原子个数为n，那么取代基个数为1至2n+1个。

苯环、萘环或蒽环上的取代基为硝基，氨基，磺酸基，羟基，氨基，胺基，烷氧基、氰基，氟，氯，溴，碘中的一种或二种以上，取代基的个数为1-5个。

所述5-10元环烷基的环上带有O、N、S杂原子中的一种或二种以上，O、N或S的个数为1-2个。

所述5-10元环烷基的上不含取代基或含1-10个取代基的侧链，侧链的取代基为硝基、氨基、磺酸基、羟基、胺基、烷氧基、氰基、氟、氯、溴、碘中的一种或二种以上。

当F为七甲川花菁时，所述的荧光探针具有下述通式Ⅱ表示的化合物：

R1，R2同通式Ⅰ；

R3为C1～C20的烷基，最佳为C1～C10的烷基；

R4为C1～C20的烷基，最佳为C1～C10的烷基；