[发明专利]高选择性检测谷胱甘肽比率型荧光探针及合成方法与应用

说明书

本发明提供了高选择性检测谷胱甘肽比率型荧光探针及合成方法与应用，属于化学分析检测技术领域。本发明中高选择性检测谷胱甘肽比率型荧光探针具有如下结构：通过在有机溶剂中，加入碱，将化合物2与2‑二氰甲基‑3‑氰基‑4,5,5‑三甲基‑2,5‑二氢杂醇反应，分离纯化后得到，并且可应用该分子探针对水溶液或生物体系中谷胱甘肽进行定性或定量测定。本发明探针分子原料易得，合成方法简便易得，光学性能稳定，具有高选择性和高灵敏度，对谷胱甘肽识别能力强，响应速度较快，响应范围为1–150μmol·L^‑1，检测限低为97nmol·L^‑1，因此，该类型探针可用于水溶液及生物体系中谷胱甘肽的检测。

技术领域

本发明涉及高选择性检测谷胱甘肽比率型荧光探针及合成方法与应用，属于化学分析检测技术领域。

背景技术

生物硫醇，包括半胱氨酸(Cys)，同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)，是在生理系统中具有基本作用的必需小分子。研究表明，生物硫醇在维系氧化还原的稳态和细胞生长中发挥着重要作用。作为细胞中最丰富的非蛋白质硫醇，谷胱甘肽在控制氧化应激中起着关键作用，帮助机体维持正常的免疫功能，具有抗氧化和解毒的作用。谷胱甘肽含量的变化预示着许多疾病的发展，如生长迟缓、组织损伤，药物滥用的迹象，心血管疾病、阿尔茨海默氏病和癌症的发生。因此，迫切需要开发一种高效检测谷胱甘肽的量化方法是十分必要的。

由于具有非侵入性、成本低廉及操作简便快速等优点，荧光探针的的光学检测技术已成为检测和成像活细胞中生物分子的重要手段。在生物体内，谷胱甘肽，半胱氨酸和同型半胱氨酸彼此之间有着紧密的相关性，由于分子结构相似大多数文献所报道的探针不能区分这三种生物硫醇。所以开发用于鉴别特异性检测这三种生物硫醇的荧光探针是具有挑战性的。目前报道的谷胱甘肽荧光探针主要是基于以下策略：1)N-Se键断裂，2)芳基取代反应，3)磺酸酯、磺酰胺，4)二硫键裂化，5)迈克尔加成。大多数已开发的谷胱甘肽荧光探针采用的都是荧光开关机制，与其相比，比率型荧光探针更加适合用于定量检测，因为它们可以通过测量两个发射带的荧光强度比来显著消除环境影响和仪器因素。因此，开发一种在体内快速分辨谷胱甘肽与同型半胱氨酸和半胱氨酸的高敏感比率型荧光探针具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的探针所采用的荧光开关机制不适合用于定量检测的问题，进而提供高选择性检测谷胱甘肽比率型荧光探针及合成方法与应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

高选择性检测谷胱甘肽比率型荧光探针，结构式如下：

高选择性检测谷胱甘肽比率型荧光探针的合成方法，通过如下方法实现：

在有机溶剂中，加入碱，将化合物2与2-二氰甲基-3-氰基-4,5,5-三甲基-2,5-二氢杂醇反应，分离纯化后得到最终目标产物探针分子1。

所述反应有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺其中之一。

所述反应碱选自醋酸钠、碳酸钠、碳酸钾、三乙胺、醋酸铵其中之一。

所述反应时间为3-24h。

所述反应温度为25-100℃。

本发明还包括高选择性检测谷胱甘肽比率型荧光探针的应用，通过利用该荧光探针对水溶液或生物体系中谷胱甘肽进行定性或定量测定。

利用该荧光探针采用比色法或荧光比率检测时，将所述分子探针溶解于含水与二甲基亚砜的磷酸缓冲体系中，水与二甲基亚砜的体积比为9:1，对水溶液中谷胱甘肽进行定量检测。

利用该荧光探针与细胞培养，定性检测细胞中的谷胱甘肽。

本发明的有益效果为：