[发明专利]一种二氧化硫/亚硫酸（氢）盐的溶酶体靶向荧光探针

说明书

本发明提供了一种二氧化硫/亚硫酸（氢）盐的溶酶体靶向荧光探针，可用于定性或定量检测溶液、组织或斑马鱼中二氧化硫或衍生物的含量。本发明的二氧化硫的靶向溶酶体荧光探针，合成步骤简单、原料易得、收率高，适于产业化应用；且识别速度快，抗多种离子、氨基酸、活性氧的干扰，具有较好的特异性。同时可用于检测细胞及斑马鱼中二氧化硫的变化，对生物病理及相关疾病研究具有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及一种二氧化硫荧光探针，属于有机小分子荧光探针领域。

背景技术

二氧化硫（SO₂）是大气中主要污染物之一，进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。又由于亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的防腐、抗氧化作用而被广泛用作食品添加剂，所以SO₂与人类健康的关系非常密切。再者，SO₂被认为是“第四种气体信号分子”，其在生物体的浓度与其功能密切相关，因此，设计合成溶酶体靶向的SO₂荧光探针对于研究其在生物体内的功能研究具有重要的意义。

目前，针对检测二氧化硫的分子荧光探针已有文献报道，但这些常见的荧光探针响应时间较长、散射干扰等缺陷，这样有可能影响在复杂生理环境中对二氧化硫检测的应用。本文根据亚硫酸氢或亚硫酸盐的亲核性，我们设计了基于萘酰亚胺为荧光团，以醛基C=O键为反应活性中心，亚硫酸氢或亚硫酸盐通过亲核加成进攻不饱和C=O键，使SO₂衍生物与其进行加成反应，从而得到了溶酶体靶向的该反应型荧光探针（Na-SO₂-Lyso）。所述探针对于监测活细胞中SO₂衍生物浓度的变化方面有潜在应用价值。通过动力学实验证明，该探针识别速度极快，在9秒内已达到平衡状态。此外，该探针成功应用于细胞成像，同时也用于斑马鱼成像，在生物体分析检测中显示出很大的优越性。

发明内容

本发明提供了一种溶酶体靶向的快速检测二氧化硫的荧光探针（Na-SO₂-Lyso）。本发明还提供了一种上述荧光探针的制备方法。本发明还提供了上述荧光探针在检测细胞、斑马鱼内的二氧化硫的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种二氧化硫/亚硫酸（氢）盐的溶酶体靶向荧光探针，简称Na-SO₂-Lyso，其化学结构式为：

。

一种上述溶酶体靶向荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

（1）N-(2-氨基乙基）吗啉与1,8-4-溴萘二甲酸酐在乙醇中加热反应，分离、纯化得化合物1：

；

（2）化合物1与水合肼在乙醇中加热反应，分离、纯化得化合物2：

；

（3）化合物2和乙二醛在乙醇中加热反应，分离、干燥得化合物3：

。

步骤（1）中所述物料N-(2-氨基乙基）吗啉与1,8-4-溴萘二甲酸酐的摩尔比为1:1。

步骤（2）中所述物料化合物1与水合肼的摩尔比为1:5。

步骤（3）中所述物料化合物2与乙二醛的摩尔比为1:2。

步骤（1）中所述分离纯化步骤为将反应体系置于-5℃环境中，有大量固体析出，减压过滤，滤饼用乙醇洗涤2-3次，真空干燥；所得粗产物以乙醇重结晶可得到提纯品。

步骤（2）和步骤（3）中所述分离纯化步骤为将反应体系冷却至室温，减压过滤，滤饼用乙醇洗涤2-3次，真空干燥，然后粗产物均进行柱层析纯化，层析淋洗液为二氯甲烷:甲醇=30:1。