[发明专利]一种多功能近红外荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种多功能近红外荧光探针，化学结构式如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，X¹为‑S‑或‑Se‑，R'为C_1‑12的亚烷基，X²为‑C(CH₃)₂‑、‑O‑、‑S‑或‑Se‑，R₁和R₂分别独立地选自H原子、C_1‑18烷基或如SO₃R₉所示的基团，其中，R₉为C_1‑18烷基或苄基，R₃和R₄分别独立地选自C_1‑18烷基或苄基，R₅、R₆、R₇和R₈分别独立地选自C_1‑18烷基或含有F、Cl、Br、I、O和S中的至少一种的C_1‑18烷基，Y₁和Y₂分别独立地选自F、Cl、Br或I。所述多功能近红外荧光探针能同时实现对pH值和硫醇的检测，且为双响应的比率型近红外荧光探针，还能用于肿瘤的光动力治疗。本发明还提供了该探针的制备方法及应用。

技术领域

本发明涉及有机探针分子技术领域，具体涉及一种多功能近红外荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

硫醇(即，含巯基的化合物)在生命系统中起到非常重要的作用，例如，谷胱甘肽(GSH)可以维持细胞内的氧化还原、细胞内的信号转换等，半胱氨酸(Cys)可以作为细胞外的还原剂，合成蛋白质的决定性底物等。某些硫醇的水平与许多疾病(如牛皮癣、肝脏损伤、艾滋病)和癌症有直接关联。

细胞内的pH在酶活性、细胞增殖和调亡、抗药性、离子传输、细胞内吞作用以及肌肉收缩等一系列组织活动中起着至关重要的作用。例如，肿瘤发生时细胞内pH会发生变化。细胞功能和pH值的这种微妙关系意味着只要能掌握细胞内pH值的变化就可以为相关的生理和病理过程研究提供重要的信息。

相对于其他检测方法，使用荧光探针法进行pH检测或硫醇的检测具有灵敏度高、选择性好等优点，但目前大部分pH探针或硫醇的波长较短，不能避开组织自吸收和自荧光，背景干扰较强，部分stocks位移小，紫外吸收波谱和荧光光谱重叠较大，信噪比低，毒性较大，不能用于细胞和活体pH检测。而近红外荧光探针的最大吸收波长和发射波长为600～900nm，可避免背景干扰。因此，近红外荧光检测在生物样品分析中有明显的优越性。

目前既可以检测硫醇，又可检测pH的近红外荧光探针的报道非常少。因此，设计合成具有大的Stokes位移、背景干扰少的多功能荧光探针具有非常重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多功能近红外荧光探针及其制备方法和应用。该探针的最大发射波长在765nm，能有效避开组织的自吸收和自发荧光，最大激发为540nm，stocks位移高达225nm，背景干扰少、信噪比较高，该探针对硫醇有较高的灵敏度、高选择性，另外，该探针还可在两个不同激发波长下测定荧光强度比率，可以减少或消除其他测试参数或系统误差对硫醇的荧光检测准确度的干扰。同时，该探针的pKa为6.4，探针的毒性低，对细胞和活体伤害较小，很适合用来进行肿瘤细胞的pH检测，所述多功能近红外荧光探针为双响应型探针，能同时实现对pH值和硫醇的检测。

本发明第一方面提供了一种多功能近红外荧光探针，其化学结构式如式(Ⅰ)所示：