[发明专利]检测含巯基化合物的荧光化学传感器及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测含巯基化合物的荧光化学传感器及其制备方法与应用，属于化学传感器技术领域。

背景技术

含巯基的生物分子,如半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）、谷胱甘肽（GSH）,在维持生物体系稳定方面发挥着重要作用。半胱氨酸的缺乏会导致很多病症的发生,如神经中毒、肝损伤、头发脱色、水肿等；血浆中同型半胱氨酸的含量偏高可能引发神经管缺陷、骨质疏松症、阿兹海默症、心血管病等一系列疾病；谷胱甘肽作为细胞内含量最多的非蛋白硫醇在维持细胞内的还原环境方面发挥着至关重要的作用。由于它们在生物系统中扮演着非常重要的角色，所以对它们进行有效的检测显得尤为重要。

传统的分析方法包括：质谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、电化学方法等。但这些方法普遍存在操作复杂、仪器昂贵等缺点。而荧光化学传感器由于其具有灵敏度高、操作简单、成本低廉，以及可以进行原位和活体检测等优点被广泛应用于含巯基化合物的检测中。近年来，一些反应型硫醇传感器相继被报道，但能将半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽这三种物质区分开来的传感器分子还非常少。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种检测含巯基化合物的荧光化学传感器，该传感器能同时将半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽这三种物质区分开来。

本发明要解决的第二个技术问题是一种检测含巯基化合物的荧光化学传感器的制备方法。

本发明要解决的第三个技术问题是一种检测含巯基化合物的荧光化学传感器的应用。

本发明提供一种检测含巯基化合物的荧光化学传感器，它具有如下所示的结构式：

式中，R为以下结构中的一种：

本发明提供一种检测含巯基化合物的荧光化学传感器的制备方法，包括以下步骤：

①式（I）所示的荧光传感器分子的合成：称取1摩尔当量的BODIPY主体化合物溶于二氯甲烷中，加入1.5-2摩尔当量的丙二酸二乙酯和3-4摩尔当量的氢化钠，室温下搅拌5-8小时，用饱和食盐水洗涤2-3次，减压蒸馏除去二氯甲烷，残留物进行柱层析得到式（I）所示的荧光传感器分子。

②式（II）所示荧光传感器分子的合成：称取1摩尔当量的BODIPY主体化合物溶于乙腈中，加入0.02-0.10摩尔当量的巯基丙酸和2-3滴三乙胺室温搅拌20-30min，然后减压蒸馏除去溶剂，残留物进行柱层析，得到式（II）所示荧光传感器分子。

③式（III）所示荧光传感器分子的合成：称取1摩尔当量的BODIPY主体化合物溶于甲苯中，加入20-25摩尔当量的碳酸钠，通氮气，10-15分钟后加入0.03-0.05摩尔当量的四(三苯基膦)钯和1-1.2摩尔当量的4-羧酸甲酯苯硼酸，80℃条件下反应5-8小时，用饱和食盐水洗涤2-3次，用二氯甲烷萃取，减压蒸馏除去溶剂，残留物进行柱层析得到中间产物，然后将其溶于四氢呋喃与浓盐酸为1:1的混合溶液中，70℃条件下反应3-5小时，用食盐水洗涤2-3次，用二氯甲烷萃取，减压蒸馏除去溶剂，残留物进行柱层析，将得到式（III）所示荧光传感器分子。

④式（IV）所示荧光传感器分子的合成：

（a）称取1摩尔当量的BODIPY主体化合物溶于甲苯中，通N₂，然后加入15-20摩尔当量的三乙胺和1-1.5摩尔当量的三甲基硅乙炔；接着加入0.2-0.3摩尔当量的CuI和0.12-0.15摩尔当量的Pd(Pph₃)₂Cl₂,65℃条件下反应2-3小时；减压蒸掉甲苯，残留物用柱色谱分离提纯，得到化合物E；

（b）称取1摩尔当量的E溶于二氯甲烷中，加入1-1.2摩尔当量的四丁基氟化铵，在-20℃条件下反应5-8分钟。得到的混合物用饱和食盐水洗涤2-3次，然后向有机层中加入10-15摩尔当量的F（F结构见下式）和2-3摩尔当量的三乙胺，通N₂，接着加入0.5-1.0摩尔当量的CuI，室温反应10-15小时，得到的混合物溶液用饱和食盐水洗涤2-3次，有机层用无水MgSO₄干燥，过滤，然后将滤液减压蒸馏蒸掉二氯甲烷，剩余物进行柱层析，得到式（IV）所示荧光传感器分子：

F结构式为：

(市售)。

反应中所用的BODIPY主体化合物的结构式为：

它的合成可参考相关文献。