[发明专利]一种检测溶酶体中H2S的荧光探针、其合成方法及应用

说明书

技术领域

本本发明属于生物分析检测领域，具体涉及一种检测溶酶体中H₂S的荧光探针、其合成方法及应用。

背景技术

近年来，活细胞荧光成像已经成为一种研究生物系统的有力工具。通过对亚细胞器的定位，荧光探针能够检测亚细胞器中的目标分析物，并能够在细胞特定区域揭示其不同的物理和化学性质。溶酶体是一种进行分解代谢的球形酸性细胞器。它们在通过吞噬、胞吞和自噬获得的生物大分子的降解和再循环过程中起着至关重要的作用。在很长一段时间里，溶酶体只是被视为细胞内的垃圾站。然而，现在溶酶体已经被公认为是参与了许多细胞内生理过程的高等细胞器。此外，他们还能够调控细胞内平衡。证据表明，溶酶体与很多疾病的发病机制息息相关，例如存储障碍、癌症、神经退行性疾病和心血管疾病。所以，实时地对溶酶体内分析物的检测与成像将帮助科研工作者更好地理解细胞内的反应动力学和机理等问题，从而进一步促进诊断和治疗相关疾病的发展。

硫化氢（H₂S）现在被认为是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后，用来调控神经、心血管、免疫、内分泌、消化等系统的第三种气体递质。在哺乳动物中，硫化氢是在两种5’磷酸吡哆醛类的酶（胱硫醚-合成酶(CBS)and胱硫醚-裂解酶(CSE)）的作用下由L-半胱氨酸产生的。作为一种信号分子，它能够调节神经传导、放松平滑肌、调控胰岛素的释放，并能够参与炎症的调节。内源性硫化氢（H₂S）也被认为与阿尔兹海默症、唐氏综合症、糖尿病和肝硬化等疾病有很大关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测溶酶体中H₂S的荧光探针、其合成方法及应用，该探针在复杂环境下能够达到对硫化氢的特异性识别，其合成方法具有原料廉价易得、合成步骤简单、无需纯化、反应收率高等优点。

本发明提供了一种检测溶酶体中H₂S的荧光探针，该荧光探针以1,8-萘酰亚胺为母体，叠氮为识别基团，吗啉环为定位基团，此化合物第一次由Shiyong Liu等合成,该荧光探针具有如下结构：

本发明还提供了一种所述荧光探针的合成方法，该方法具体步骤如下：

（1）中间体N-吗啉乙基4-溴-1,8-萘酰亚胺的合成：

4-溴-1,8-萘酐3g（10.8mmol）置于100mL单口瓶中，加入60mL乙醇，滴加N-(2-氨基乙基)吗啉2.5mL（19.0mmol），加热回流1-3h，重结晶得到灰白色固体3.23g，即为N-吗啉乙基4-溴-1,8-萘酰亚胺，产率77%；

（2）荧光探针的合成：

氩气保护下，在100mL单口瓶中加入N-吗啉乙基4-溴-1,8-萘酰亚胺2g(5.14mmol)与叠氮化钠350mg(5.38mmol)，加入N,N-二甲基甲酰胺（DMF）30mL，加热回流8h，反应液置于冰水中，析出大量固体，过滤得到土黄色固体1.7g，产率90%。

具体合成路线如下：

本发明提供的荧光探针应用于活细胞内H₂S的检测及其在医学中对H₂S的检测。

本发明具有以下特征：

本发明探针通过4-溴-1,8-萘酐与N-(2-氨基乙基）吗啉、叠氮化钠等反应得到。其合成方法简单、产率高，在不同pH条件有较好的化学稳定性，在与H₂S反应后其荧光增强46倍（～535nm）。与现有H₂S探针相比，该探针不仅能够在细胞等复杂环境达到对H₂S的特异性识别，同时能够大大降低副产物对细胞的损伤。本发明实现了在活细胞溶酶体内对H₂S的检测，在生物及医学领域有极其重要的应用价值。

附图说明

图1本发明荧光探针的结构式；

图2本发明荧光探针合成路线图；

图3本发明荧光探针核磁谱图氢谱；

图4本发明荧光探针核磁谱图碳谱；

图5为该荧光探针与不同浓度的NaHS作用后的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度，荧光探针的浓度为10μm，NaHS浓度为0-30eq；

图6为该荧光探针与20eq NaHS作用不同时间后的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度，荧光探针的浓度为10μm；