[发明专利]一种基于苝的小分子荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本申请属于巯基生物小分子检测技术领域，具体涉及一种基于苝的小分子荧光探针及其制备方法和应用。本发明通过先在苝的1位碳或3位碳上发生硝化反应连接一个硝基，然后将硝基还原成氨基，再采用马来酸酐取代氨基，从而得到本发明所提供的两个结构新颖的小分子荧光探针，其化学结构如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示。该小分子荧光探针与生物细胞内的巯基生物小分子结合时发出绿光，明显区别于生物细胞的背景蓝光，具有灵敏度高、选择性好和生物低毒性的优点，而且其制备工艺简单优化，大大地降低了巯基生物小分子的检测成本。

技术领域

本发明属于巯基生物小分子检测技术领域，具体涉及一种基于苝的小分子荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

巯基生物小分子包括半胱氨酸、高半胱氨酸和还原型谷胱甘肽等，主要是通过巯基-SH而发挥生理作用的，巯基(-SH)是细胞中化学活性最高的基团。由于巯基的强配位能力和还原性，它们可以与重金属离子结合，或清除掉人体内的活性氧，在细胞的抗氧化系统中具有重要的作用，可用于维持生物细胞正常的生理活性并保护细胞免受外来物质伤害的小分子化合物。巯基生物小分子作为细胞必不可少的一类氨基酸，它们在细胞的生理和病理过程中都扮演着重要的角色。例如，缺乏半胱氨酸可导致嗜睡、生长缓慢、肝脏损伤，高半胱氨酸水平过高可能会诱发阿尔兹海默病，心血管疾病和冠心病等。作为细胞中许多化学物质的前体，谷胱甘肽也是必不可少的。因此，通过检测生物细胞内的巯基生物小分子的含量，可获取生物细胞的一些生理和病理的信息，在生物科学、医学方面具有重大的意义。

目前，巯基生物小分子的检测方法主要为电化学测定、免疫测定、高效液相色谱法等。然而这些方法均存在检测成本高、选择性差、灵敏度低、抗光漂白性差、生物毒性高等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于苝的小分子荧光探针及其制备方法。该荧光探针分子量小，结构新颖，应用于检测生物细胞内的巯基生物小分子，具有灵敏度高、选择性好、制备简单和成本低廉的优点。

为实现上述发明目的，本发明的具体技术方案如下：

一种基于苝的小分子荧光探针，其化学结构式为：

本发明还提供了一种上述小分子荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

a)将苝溶解于第一反应溶剂中，然后缓慢加入浓硝酸，反应，得到第一中间产物；

b)将所述第一中间产物、三氯化铁和活性炭溶解于第二反应溶剂中，然后缓慢加入水合肼，反应，得到第二中间产物；

c)将所述第二中间产物和马来酸酐在第三反应溶剂中反应，得到所述小分子荧光探针。

优选的，步骤a)中所述浓硝酸的浓度为65％～68％；

所述浓硝酸中的硝酸和所述苝的摩尔添加比为2:(14.4～15.2)。

更优选的，步骤a)中所述反应的温度为60℃，反应时间为0.5～1h。

更优选的，步骤a)中所述第一中间产物为1-硝基苝或3-硝基苝；

所述第一反应溶剂为1,4-二氧六环。

优选的，步骤b)中所述第一中间产物、三氯化铁和水合肼的摩尔添加比为(80～90):(3～7):100；

所述活性炭和所述第一中间产物的摩尔添加比为12:1～20:1。

更优选的，步骤b)中所述反应的温度为90～100℃，时间为3～4h；

所述第二中间产物为1-苝胺或3-苝胺；

更优选的，步骤b)中所述第二反应溶剂为非极性溶剂和醇的混合溶液；