[发明专利]一种可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种可区分检测Cys/Hcy、GSH和H₂S的荧光探针及其制备方法和应用，该探针的分子式为：C₃₈H₂₈IN₅O₅S，其结构式如下所示：本发明探针合成简单，并且产率较高；实现了水溶液中Cys/Hcy、GSH和H₂S的区分检测；本发明实现了活细胞水平中Cys/Hcy、GSH和H₂S的区分检测。

技术领域

本发明涉及一种基于多信号模式区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针及其制备方法、应用，属于分析化学技术领域。

背景技术

活性硫物质(RSS)，包括小分子生物硫醇(Thiols)和气体分子硫化氢(H₂S)，是人体内起着重要生理作用的一类生物活性分子。半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)是最常见的三种小分子生物硫醇，然而，它们有着截然不同的生物和药理作用，同时相互之间又存在着密切的联系。Cys是乙酰辅酶、牛磺酸和GSH的前体，同时还能与铁离子形成硫铁络合物，但是异常水平的Cys通常会引起生长缓慢、嗜睡、肝功能损伤、肥胖等疾病。过高浓度的Hcy则可能诱导心血管病和阿尔茨海默氏症，在血浆中Hcy的总浓度还与某些先天性疾病和老年认知障碍有关。GSH是细胞中浓度最大的非蛋白硫醇(1-10mM)，以还原型(GSH)和氧化型(GSSG)两种形式存在。它参与了众多生理活动，例如氧化还原反应、异物代谢、信号传导与基因调控等，在细胞生长和维持细胞氧化还原平衡上起着关键作用。GSH还是一种抗氧化剂，可以保护巯基蛋白和酶免遭氧化，维持活性。然而，浓度异常的GSH往往与癌症、阿尔茨海默氏症和心血管等疾病有关。H₂S是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后被发现的第三种内源性信号气体分子，在心血管和神经系统中承担着重要的生理调节作用，例如调节血管张力、心肌收缩、神经传导和胰岛素分泌等。若细胞中H₂S浓度发生异常，可能会引起高血压、阿尔茨海默氏症、胃粘膜损伤和肝硬化等疾病。因此，发展能区分识别硫醇(Cys/Hcy/GSH)和硫化氢(H₂S)的荧光探针对研究生命体系中硫醇之间及硫醇与H₂S的生理联系和它们的生理功能意义重大，也有助于探索与Cys/Hcy/GSH和H₂S相关疾病的发生发展机制以及研发治疗相关疾病的药物。

近年来，由于小分子有机荧光探针具有高选择性、高灵敏度、操作方便、无创性检测等优点，从而受到了包括生命科学、医学、药理学、分析化学等各个领域的广泛关注。特别是在分析检测生物样品中，荧光探针更能体现出其优势。荧光探针能对生物样品中目标分子进行非侵入性成像检测，可以实时观察到荧光探针识别目标分子前后的光学信号变化，并且能将这些信号转化为具体的图片信息。目前，虽然报道了大量的Cys/Hcy、GSH和H₂S荧光探针，但它们还无法同时将Cys/Hcy、GSH和H₂S区分检测开来。所以，发明能同时、快速区分检测Cys/Hcy、GSH和H₂S的易观查信号变化的荧光探针是非常有必要的。

发明内容

本发明通过分子设计，合成出了一种区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针，简称HMN，其是基于多信号模式区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的；本发明还进一步提供了该探针HMN的制备方法和应用。

本发明采用以下技术方案：

一种可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针，该探针的分子式为：C₃₈H₂₈IN₅O₅S，其结构式如下所示：

上述的可区分检测半胱氨酸/高半胱氨酸、谷胱甘肽和硫化氢的荧光探针的制备方法，它包括以下步骤：