[发明专利]一种甲基喹啉-苯并吡喃鎓衍生物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种甲基喹啉‑苯并吡喃鎓衍生物及其制备方法与应用。该甲基喹啉‑苯并吡喃鎓衍生物合成方法简单、原料廉价易得，合成成本低，对SO₂的检测表现出选择性高、检测限低、斯托克斯位移大和超灵敏响应性的优势，而且CMQ具有良好的水溶性，可实现在水相体系中对SO₂的高效检测。同时CMQ具有良好的生物相容性，在活细胞中荧光显影效果好，可实现细胞内SO₂的检测。该甲基喹啉‑苯并吡喃鎓衍生物也可实现对食品中SO₂添加剂的定量检测，同时还能够制作成SO₂检测试剂盒，便于各种食品中SO₂添加剂含量的测定，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于化学合成领域和生物传感技术领域，具体涉及一种甲基喹啉-苯并吡喃鎓衍生物及其制备方法，同时还涉及该甲基喹啉-苯并吡喃鎓衍生物在检测在检测水相体系、食品和活细胞线粒体中二氧化硫的应用。

背景技术

长期以来，二氧化硫（SO₂）被认为是有毒的环境污染物，当人体急慢性接触SO₂时会增加呼吸道和心血管疾病，肺癌以及许多神经系统疾病的发病风险。同时，HSO₃⁻/SO₃²⁻具有良好的抗菌、抑菌和抗氧化等特性，因而它作为防腐剂已被广泛地用于食品、葡萄酒和制药加工等行业中，但是，HSO₃⁻/SO₃²⁻的大量摄入会引起机体的哮喘和其它过敏反应。因此，美国食品和药物管理局（FDA）批准的健康人每天摄入HSO₃⁻/SO₃²⁻的量不得超过0.7mg/kg。另一方面，SO₂不仅能从环境中获取，细胞本身也能够产生SO₂，它在胞内主要是通过氧化L-半胱氨酸（L-Cys）等含硫氨基酸和硫化氢（H₂S）以及分解亚硫酸丙酮酸盐而内源性地产生。作为继NO，CO和H₂S之后的另一内源性气体信使分子，SO₂在维持细胞氧化还原稳态中扮演着重要角色，当体内HSO₃⁻/SO₃²⁻的浓度低于450 μM时，它具有促进血管舒张、降压和抗动脉粥样硬化的作用，一旦浓度过高时将引发机体的氧化损伤，导致机体氧化还原稳态的失衡并破坏机体的抗氧化防御系统，造成生物大分子（如蛋白质，脂质和DNA）和组织的氧化损伤，最终导致癌症等疾病的发生。因此，发展高灵敏的方法监测细胞内SO₂，同时可视化并定量检测食品中SO₂的含量对探究SO₂的生理和病理作用以及在癌预防和治疗方面都具有重要意义。

相比于传统的检测SO₂的方法，如分光光度法、毛细管电泳法、滴定法和色谱法等，荧光传感和成像技术具有高灵敏性、实时性、无创性和高时空分辨率等优势，已成为监测生命体系中生物小分子的水平、定位和运输的最有效手段之一，它也是目前生命科学领域研究体内生物分子变化，进而解释其相关生理功能的重要分析工具（Biomaterials, 2015,56, 1-9;Chem. Rev.,2019, 119, 10403;Chem, 2018, 4, 1609）。目前已经报道了许多用于检测SO₂的荧光探针，但它们对SO₂的检测存在响应时间较长、灵敏性较差，亲核性的干扰离子对其检测影响较大，荧光量子产率较低等缺陷，而且，许多现有的探针在检测体系中均或多或少地引入了有机溶剂，使得其应用受到了限制（Coordin. Chem. Rev.,2019, 388,310;Free Radic. Biol. Med., 2019, 145, 42-60）。因此，发展可在纯水相体系中超灵敏响应SO₂的近红外荧光探针，实现食品以及细胞内SO₂的检测和定量具有重要意义。

发明内容