[发明专利]一种识别纯水体系中过氧化氢的荧光探针

说明书

技术领域

本发明涉及一种识别过氧化氢（H₂O₂）的荧光探针，尤其涉及一种在纯水体系内专一识别H₂O₂的咔唑类化合物荧光探针；属于有机小分子荧光探针领域。

背景技术

过氧化氢(H₂O₂) 在各种生理过程中发挥重要作用，H₂O₂水平异常与许多类型的疾病如癌症、糖尿病、唐氏综合症和罕见病相关联。近来，H₂O₂已证实是学术界与人类重大疾病相关的活性小分子。基于此，在体内和体外对H₂O₂的检测也引起人们的高度重视。

目前，H₂O₂的检测手段主要分为两类：直接法和间接法。直接法是一类直接利用H₂O₂自身物理、化学性质对其进行分析检测的方法，包括原子吸收、发射光谱法和离子选择性电极法；间接法是一类利用H₂O₂的识别位点进行检测，主要是通过设计合成光物理性质较好的荧光平台，基于该平台的荧光探针进行在体外和生物体内进行检测。但是，综合分析目前报道的H₂O₂荧光探针主要存在以下不足：第一，在纯水体系内检测H₂O₂ 依然很难，由于合成探针的本身具有较大的疏水性结构；第二，在纯水体系内H₂O₂探针的选择性不高，容易受到其他氧化应激分析物的干扰；基于此，开发新型荧光探针在纯水体系内中专一识别过氧化氢（H₂O₂）的荧光探针，并给出检测曲线判断H₂O₂水平，有着重要的实际应用价值。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种在纯水体系中检测H₂O₂的荧光探针并研究了其光谱性质。

本发明所述识别过氧化氢的荧光探针，其特征在于：所述荧光探针命名为CAI，其化学结构式如式（I）所示：

（）。

上述CAI制备方法是：

将化合物1与吡啶盐2以乙醇做溶剂，哌啶作催化剂，在氮气保护下回流反应。反应结束后，柱层层析得到CAI。

上述CAI的制备反应式如下：

本发明所述识别过氧化氢的荧光探针在纯水体系内检测H₂O₂。

上述的应用中：所述荧光探针是以荧光淬灭的方式实现对溶酶体中H₂O₂的识别。

相关实验证实：检测环境是水相时，本发明所述的荧光探针CAI在纯水体系内荧光增强明显，而在过氧化氢存在的条件下荧光淬灭，证明该探针可能是过氧化氢探针（图1）。在H₂O₂选择性试验中，当用405nm光激发，只有H₂O₂发生10倍的淬灭（图2）；在H₂O₂滴定实验中（图3），随着过氧化氢的逐渐增加，探针CAI荧光逐渐淬灭。在探针的动力学研究中，在405nm氙灯连续照射半小时，探针在过氧化氢存在的条件下，探针荧光强度趋于缓慢淬灭状态（图4）。推断，该探针在细胞内能检测到细胞器的过氧化氢活性分子。

基于上述实验结果，可以证明本发明所述的在存水体系内识别H₂O₂的荧光探针是一类新型的高选择性荧光探针分子，该探针的识别机理是通关荧光团中过氧化氢的识别位点硼酸酯与过氧化氢发生氧化反应导致的荧光团的淬灭效应。其识别反应产物如（II）所示：

。

本发明提供的识别纯水体系内的过氧化氢的咔唑类化合物荧光探针与其功能相近的传统的过氧化氢荧光探针相比具有显著优势，且本发明所述咔唑类化合物在体外对活性小分子高选择性检测和合成手段也具有新颖性和简便性。本发明的荧光探针在纯水体系内通过荧光增强而为检测过氧化氢荧光淬灭性提供荧光平台，该探针及其研究为生物学成像应用奠定了理论基础，预示该探针在活细胞内过氧化氢的检测的实现提供重要工具。

附图说明