[发明专利]一种基于硫代半菁染料的近红外荧光探针SHCy-P及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种基于硫代半菁染料的近红外荧光探针SHCy‑P及其制备方法和应用。是将七甲川吲哚花菁染料溶液滴加至碳酸钾和3‑羟基苯硫酚的乙腈中，反应后得到产物SHCy，将SHCy加入干燥CH₂Cl₂溶解，滴加POCl₃和吡啶，反应后得到固体探针SHCy‑P。该探针合成过操作程简单且反应条件温和。所制备的探针具有高选择性与灵敏度，可以在较宽的pH范围内与酸性磷酸酶发生反应，引起近红外区荧光发射光谱的显著变化，从而实现对酸性磷酸酶的特异性检测。同时，细胞成像实验表明探针具有良好的细胞膜透性、低细胞毒性以及溶酶体靶向定位功能，成功实现对人前列腺癌(PC‑3)细胞中酸性磷酸酶的荧光成像检测。

技术领域

本发明涉及分子荧光探针技术领域，特别是一种基于硫代半菁染料检测酸性磷酸酶的近红外荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，得益于荧光成像技术的发展，荧光探针技术因其具有该选择性与灵敏度、快速响应等优点，可以在细胞及细胞器水平实现非侵入性、高时空分辨可视化检测，因此，在检测和监测生物活性分子领域显示出巨大的应用潜力。与发射光谱位于紫外-可见光区的荧光探针相比，发射光谱为位于生物组织透光区(650-900nm)的近红外荧光探针显示出更好的组织穿透性和更小的光损伤，并且可以有效避免生物组织背景荧光产生的干扰，受到研究人员的青睐。

酸性磷酸酶是一类广泛分布于哺乳动物体内的水解酶，其催化活性与人体健康密切相关。临床上，酸性磷酸酶作为转移性前列腺癌的肿瘤标志物，通过对其浓度及活性进行检测可以用于前列腺疾病以及前列腺癌的诊断。目前，利用荧光探针技术检测酸性磷酸酶的工作相对较少，并且无法实现对细胞内的酸性磷酸酶进行荧光开启型成像检测。因此，开发具有高选择性与灵敏的荧光开启型近红外荧光探针用于荧光成像检测活细胞内酸性磷酸酶具有非常重要的科学意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于针对目前检测酸性磷酸酶荧光探针存在的问题，提供一种能够特异性检测体外及体内环境中酸性磷酸酶的近红外荧光探针及其制备方法和应用，该荧光探针能快速、灵敏的检测溶液中的酸性磷酸酶，并且可以对细胞中酸性磷酸酶进行荧光成像检测。

本发明的技术方案：

本发明所设计、合成的基于硫代半菁染料的近红外荧光探针SHCy-P，结构通式如下：

一种所述基于硫代半菁染料的近红外荧光探针SHCy-P的制备方法，制备流程如下所示：

具体制备步骤如下：

1)将七甲川吲哚花菁染料溶液缓慢滴加至碳酸钾和3-羟基苯硫酚的乙腈溶液中，然后于50℃反应3小时，反应结束后冷却至室温得到反应液。将上述反应液进行抽滤，滤液经减压蒸馏浓缩得到粗产品。粗产品用柱层层析硅胶进行分离、提纯，所用洗脱剂为体积比为100：1-2的二氯甲烷-甲醇混合液，得到蓝色中间体SHCy。所述七甲川吲哚花菁染料、碳酸钾和3-羟基苯硫酚的摩尔比为1:2:2；所述七甲川吲哚花菁染料与溶剂乙腈的重量比为1:6-7；所述碳酸钾和3-羟基苯硫酚总重量与溶剂乙腈的重量比为1:14-15。

2)在加入吡啶的干燥二氯甲烷中，将中间体SHCy与三氯氧磷室温反应4小时，然后将反应液倒入冰水中搅拌过夜，之后用二氯甲烷萃取，收集有机相并用无水硫酸钠干燥，经减压蒸馏浓缩得到粗产品。粗产品用柱层层析硅胶进行分离、提纯，所用洗脱剂为体积比为100：2-5的二氯甲烷-甲醇混合液，得到蓝色粉末探针SHCy-P。所述中间体SHCy与三氯氧磷、吡啶的摩尔比为1:1.5：4.5；所述中间体SHCy与二氯甲烷的重量比为1:60-70；所述吡啶与二氯甲烷的体积比为1:60-70；所述冰水与反应液的体积比为4-5:1；所述萃取过程中二氯甲烷与冰水的体积比为2-2.5:1。

具体基于硫代半菁染料的近红外荧光探针SHCy-P的应用如下：