[发明专利]一种氧杂蒽类荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明的一种氧杂蒽类荧光探针及其制备方法和应用，具有通式(I)的化学结构：与现有技术相比，本发明的荧光探针具有以下特点：1.合成方法简单；2.对GSH的选择性较好；3.对GSH的响应浓度为毫摩尔级别，适合细胞内定量检测GSH；4.对细胞毒性较小；5.与GSH作用后的生成物的荧光发射波长达到630nm，可用于细胞成像。

技术领域

本发明涉及荧光探针技术领域，特别是涉及一种氧杂蒽类荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

谷胱甘肽(glutathione，GSH)、半胱氨酸(cysteine,Cys)和同型半胱氨酸(homcysteine,Hcy)等生物硫醇是许多细胞蛋白和分子的重要组成部分，在许多生理过程中发挥着重要作用。在这些细胞内硫醇中，GSH是真核细胞中最丰富的非蛋白硫醇，能维持活细胞中的氧化还原稳态、细胞内基因调节、信号转导和异种代谢。利用GSH的氧化还原电位，可以有效地克服活性氧(ROS)对细胞物质的破坏。此外，许多疾病，如艾滋病、肝损伤、癌症和神经退行性疾病(阿尔茨海默病、帕金森病等)都与GSH水平升高有关。因此，检测细胞内GSH的波动为某些疾病的诊断和生物分析提供了重要的思路。

荧光探针由于其高选择性、低成本、操作简单、不具侵袭性而受到越来越多的关注。如：

中国发明专利申请(申请号：2016 1 0321434.0)公开了“一种近红外GSH荧光探针的制备方法和应用”，该申请的荧光探针可以实现GSH与Cys、Hcy的区分，该荧光探针的检测范围为0.5～25μM，检测限为0.15μM。

中国发明专利申请(申请号：2017 1 1354325.X)公开了“一种GSH荧光传感器及其制备方法和应用”，该申请的得到GSH荧光传感器在检测到GSH时，发生发射波长红移现象，可经裸眼进行简单区别。

然而，由于细胞中的谷胱甘肽含量处于毫摩尔水平(0.5-10mM)，远远高于大多数有机小分子荧光探针在生物细胞中所能容忍的微摩尔级别最高浓度，因此限制上述荧光探针的进一步应用。

因此，针对现有技术中的存在问题，迫切需要开发更多过结构新颖的有机小分子荧光探针运用于细胞内GSH的定量检测。亟需提供一种能够匹配细胞中GSH的含量且用于细胞中GSH的定量检测技术以解决现有技术中的不足之处显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够匹配细胞中GSH的含量且用于细胞中GSH定量检测的氧杂蒽类荧光探针。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

提供一种氧杂蒽类荧光探针，具有通式(I)的化学结构：

本发明的荧光探针由于受2,4-二硝基苯磺酰基强吸电子而引起的PET效应，本身不具有荧光，当加入GSH时，探针受到GSH巯基的亲核进攻离去2,4-二硝基苯磺酰胺，PET效应受到破坏而导致荧光显著增强，本发明的氧杂蒽类荧光探针与GSH作用机理如下所示。

一种氧杂蒽类荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将4-二乙氨基酮酸和6-氨基-1,2,3,4-四氢-1-萘酮先后慢慢地加入到甲基磺酸中，90-120℃下反应3-5小时，停止加热。反应混合物冷却至室温后，在搅拌下将反应物慢慢加入到盛有冰块的容器中，然后慢慢滴加高氯酸(70％)，容器中慢慢出现紫红色固体沉淀，放置冰箱中静置一段时间后，进行抽滤，干燥得紫色固体，即通式(III)的化合物；

步骤二：将所述通式(III)的化合物溶解于无水甲醇中，在冰水浴下滴加浓硫酸，加热回流，分离提纯，得绿色固体，即通式(II)的化合物；