一種熒光探針及其在動態(tài)檢測硫醇中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種熒光探針及其在動態(tài)檢測硫醇中的應(yīng)用涉及一類在硫醇存在下熒光發(fā)生增強，在氧化性物質(zhì)存在下熒光又恢復(fù)原來狀態(tài)的熒光探針。本發(fā)明提供了一種可用于選擇性，動態(tài)檢測細(xì)胞內(nèi)硫醇的熒光探針。本發(fā)明采用吸收和發(fā)射具有一定重疊的熒光染料如熒光素、羅丹明等作為熒光母體，在熒光母體上引入二硒鍵結(jié)構(gòu)作為與硫醇反應(yīng)的活性中心，以實現(xiàn)選擇性地檢測硫醇；利用二硒化合物與硫醇的反應(yīng)產(chǎn)物與活性氧如雙氧水，次氯酸或過氧化亞硝酰等反應(yīng)重新生成二硒化合物并伴隨熒光猝滅的性質(zhì)，實現(xiàn)探針分子的可逆性；同時利用含二硒鍵化合物與硫醇反應(yīng)前后熒光團之間距離的變化及其對整個化合物熒光性質(zhì)的影響改變探針分子的熒光性質(zhì)。
【專利說明】一種熒光探針及其在動態(tài)檢測硫醇中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一類用于動態(tài)檢測硫醇的熒光探針，具體的說，是一類在硫醇存在下熒光發(fā)生增強，在氧化性物質(zhì)如雙氧水，次氯酸，超氧化鉀，過氧化叔丁醇，過氧化亞硝?；騿沃貞B(tài)氧存在下熒光又恢復(fù)原來狀態(tài)的熒光探針。
【背景技術(shù)】:
[0002]硫醇是細(xì)胞內(nèi)大量存在的一種還原性物質(zhì)，對于維持細(xì)胞內(nèi)還原型硫醇RSH和氧化型硫醇RSSR之間的氧化還原平衡起著重要的作用，特別是谷胱甘肽被認(rèn)為是細(xì)胞內(nèi)最主要的一類對抗氧化壓力的還原劑，反過來，細(xì)胞內(nèi)的硫醇濃度又會隨著氧化壓力的變化而有所波動。當(dāng)細(xì)胞長期處于氧化脅迫條件下時，細(xì)胞內(nèi)的硫醇會低于正常水平，這樣就會導(dǎo)致各種疾病如:自閉癥，糖尿病，高血壓，肝病，神經(jīng)衰弱以及心血管疾病。然而，長久以來，動態(tài)檢測手段的缺乏阻礙了人們對硫醇在生命體系中作用行為的研究。
[0003]熒光探針是有效檢測生命體內(nèi)硫醇的手段之一，相比于傳統(tǒng)的檢測方法如硝普鹽法，碘量法，電流分析法，分光光度法等具有重復(fù)性好，靈敏度高，結(jié)合熒光共聚焦技術(shù)可實現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)硫醇的可視化成像。一個具有應(yīng)用前景的熒光探針應(yīng)具有作用前后熒光變化明顯、對目標(biāo)分子響應(yīng)快、可用于動態(tài)檢測等優(yōu)點。目前，檢測細(xì)胞內(nèi)硫醇的熒光探針很多(Chen, X.; Zhou, Y.; Peng, X.; Yoon, J.Chemical Society Reviews 2010, 39, 2120),雖然各具優(yōu)點，在各方面也存在著潛在的應(yīng)用價值，但是大部分熒光探針存在的不足就是無法動態(tài)地檢測細(xì)胞內(nèi)硫醇的變化。Chmielewski，J.等公開了一種檢測硫醇的熒光探針RhoSS(結(jié)構(gòu)見圖1, Pires, Μ.M.; Chmielewski, J.0rganic Letters 2008, 10，837),與硫醇作用后熒光增強從而檢測細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽變化。但是這種探針只能靜態(tài)地響應(yīng)谷胱甘肽的濃度變化，無法動態(tài)，連續(xù)地對細(xì)胞內(nèi)硫醇濃度的變化作出響應(yīng)。Cho，B.R等公開了一種可以檢測細(xì)胞內(nèi)線粒體中硫醇的探針RSS-Mito(結(jié)構(gòu)見圖l,Lim，C.S.;Masanta, G.;Kim, H.J.; Hanj J.Η.; Kimj Η.Μ.; Choj B.R.Journal of the American Chemical Society2011，133，11132)，與GSH作用后熒`光峰的位置發(fā)生變化，可以檢測細(xì)胞內(nèi)硫醇濃度的變化。但是這種熒光探針只能靜態(tài)地響應(yīng)硫醇的濃度變化，無法動態(tài)，連續(xù)地對細(xì)胞內(nèi)硫醇濃度的變化作出響應(yīng)。由于只能靜態(tài)響應(yīng)細(xì)胞內(nèi)硫醇的變化，上述探針無法準(zhǔn)確提供生物體系中由活性氧引起的硫醇濃度變化的情況，不具有應(yīng)用前景。開發(fā)可用于生物體系中硫醇動態(tài)檢測的熒光探針具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明就是針對上述問題，提供了一種可用于快速，連續(xù)動態(tài)檢測細(xì)胞內(nèi)硫醇變化的熒光探針，此探針可以快速與硫醇作用，作用后熒光強度發(fā)生改變，在氧化性物質(zhì)如雙氧水，次氯酸，超氧化鉀，過氧化叔丁醇，過氧化亞硝?；騿沃貞B(tài)氧等存在下熒光又可以恢復(fù)到原先狀態(tài)。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:本發(fā)明采用熒光素作為熒光母體，在母體上引入二硒鍵作為與硫醇反應(yīng)的活性中心，以實現(xiàn)硫醇的選擇性檢測；利用二硒鍵與硫醇發(fā)生交換反應(yīng)形成的含硒硫鍵有機化合物，在活性氧如雙氧水，次氯酸，過氧化亞硝酰等存在下發(fā)生歧化反應(yīng)產(chǎn)生二硒鍵化合物的性質(zhì)，實現(xiàn)探針分子的可逆性；同時利用含二硒鍵化合物與硫醇反應(yīng)前后熒光團之間距離的變化及其對整個化合物熒光性質(zhì)的影響改變探針分子的熒光性質(zhì)。
[0006]所述的熒光探針的通式為:
[0007]通式1:F_R_Se_Se_R_F，
[0008]通式I中，F(xiàn)為熒光染料F-H中H被取代后的基團，所述熒光染料包括有機熒光染料和量子點熒光染料中的一種或二種。
[0009]R為F和Se之間的連接基團，為含有或不含有雜原子的長度小于50nm的碳鏈。
[0010]所述有機熒光染料包括熒光素、羅丹明、氟硼吡咯或花菁。
[0011]R為含有氧、氮、硫、氟、氯、溴、碘等雜原子中一種或二種以上的C1-C3tl的碳鏈或者不含雜原子的C1-C3tl的碳鏈。
[0012]R為通過芳環(huán)與硒原子連接。R為苯環(huán)時，所述熒光探針的通式為:
【權(quán)利要求】
1.一種動態(tài)檢測硫醇的熒光探針，其特征在于，所述的熒光探針的通式為: 通式 I:F_R_Se_Se_R_F, 通式I中，F(xiàn)為熒光染料F-H中H被取代后的基團，所述熒光染料包括有機熒光染料和量子點突光染料中的一種或二種； R為F和Se之間的連接基團，為含有或不含有雜原子的長度小于50nm的碳鏈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光探針，其特征在于， 所述有機熒光染料包括熒光素、羅丹明、氟硼吡咯或花菁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光探針，其特征在于， R為含有氧、氮、硫、氟、氯、溴、碘等雜原子中一種或二種以上的C1-C3tl的碳鏈或者不含雜原子的C1-C3tl的碳鏈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光探針，其特征在于， R為通過芳環(huán)與硒原子連接洱為苯環(huán)時，所述熒光探針的通式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熒光探針，其特征在于，F(xiàn)-H為熒光素染料時，所述熒光探針的通式為:
6.一種權(quán)利要求1所述的熒光探針在動態(tài)檢測硫醇中的應(yīng)用，其特征在于，將通式I所代表的探針應(yīng)用于檢測具有通式R’ ”-SH的硫醇時，其是與硫醇R’ ”-SH作用，生成具有通式VI結(jié)構(gòu)的化合物，從而導(dǎo)致熒光的增強； 通式V1:F-R-Se-SR’ ”，其中R’ ”為芳香環(huán)，含氧、氮、硫、氟、氯、溴、碘等雜原子中一種或二種以上的C1-C3tl的碳鏈或不含雜原子的C1-C3tl的碳鏈，多肽和蛋白中一種或二種以上； 具有通式VI結(jié)構(gòu)的化合物，在氧化性物質(zhì)存在下，重新變?yōu)榫哂型ㄊ絀結(jié)構(gòu)的化合物，從而導(dǎo)致熒光重新降低，此過程可用于動態(tài)檢測硫醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熒光探針在動態(tài)檢測硫醇中的應(yīng)用，其特征在于，所述氧化性物質(zhì)為雙氧水、次氯酸、超氧化鉀、過氧化叔丁醇、過氧化亞硝?；騿沃貞B(tài)氧。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熒光探針在動態(tài)檢測硫醇中的應(yīng)用，其特征在于，所述的硫醇既包括含巰基的小分子化合物如谷胱甘肽，半胱氨酸，二硫蘇糖醇，或苯硫酚等，或也包括含疏基的蛋白質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熒光探針在動態(tài)檢測硫醇中的應(yīng)用，其特征在于，將通式III應(yīng)用于檢測硫醇時，其是與硫醇R’ ”-SH作用，生成具有通式VII結(jié)構(gòu)的化合物，從而導(dǎo)致熒光的增強；

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熒光探針在動態(tài)檢測硫醇中的應(yīng)用，其特征在于，用通式I測定生物體系中的硫醇，其熒光強度隨生物體系的氧化還原環(huán)境而改變，能夠?qū)ι矬w系中的硫醇進(jìn)行動態(tài)檢測；或， 采用通式I可對硫醇進(jìn)行定量檢測。
【文檔編號】G01N21/64GK103571457SQ201210273689
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】韓克利, 樓張蓉, 李鵬 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所