[发明专利]二硼酸荧光传感器在识别核糖中的应用

说明书

本发明公开了一种结构式(I)所示的二硼酸荧光传感器在D‑核糖识别中的应用。与现有技术相比，本发明传感器的荧光通过与D‑核糖结合而被显著地淬灭，而在与其他碳水化合物结合后增加或变化不显著，为D‑核糖提供了新的检测途径，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及荧光检测领域，具体提供一种具有荧光猝灭选择性识别D-核糖的二硼酸荧光传感器的应用。

背景技术

D-核糖是一种天然的戊醛糖，广泛存在于所有活细胞中。作为生物遗传物质mRNA，rRNA，5sRNA和其他各种RNA(包括许多辅酶)的组成部分，D-核糖通常与磷酸一起在生物体内转移并发挥重要的生理作用。D-核糖最重要的作用是参与能量补充中ATP的产生，这是正常生理活动的基础。在核糖-5-磷酸异构酶缺乏症患者的脑脊液(正常范围，47-146μM)和尿液(5-102μM)中的核糖过度表达，导致白质脑病。此外，发现外源性D-核糖对心肌损伤细胞具有保护作用，对衰老和缺氧具有抵抗性。此外，D-核糖对体内血糖，血脂，血乳酸含量和激素水平具有调节作用。已经表明，D-核糖含量与糖尿病有密不可分的关系。目前，D-核糖已被用作抗乙型肝炎病毒(HBV)和抗EB病毒(EBV)药物。因此检测D-核糖含量有助于进一步研究D-核糖在人体内的生理作用，对相关疾病的诊断，治疗和预后具有重要意义。

到目前为止，D-核糖检测方法主要依赖于高性能液相，这种方法耗时且操作复杂。开发简单，快速，高选择性和高灵敏度的检测方法尤为重要。荧光分析由于其高选择性，高灵敏度和快速分析速度而引起了研究人员的极大兴趣。通过使用荧光小分子化合物与D-核糖结合，可以实现D-核糖含量的测定。硼酸可与1,2-二羟基或1,3-二羟基共价结合，可逆地形成五元或六元环硼酸酯，导致荧光强度发生显著变化。因此，硼酸具有潜力用作检测D-核糖的荧光传感器。

目前，已公开的许多硼酸荧光传感器用于提高D-葡萄糖、唾液酸、D-葡萄糖、α-羟基酸、ATP等的选择性和灵敏度，通过增加硼酸基团来有利于增加传感器荧光增强的幅度或减少幅度。然而，使用硼酸传感器来检测D-核糖的报道很少，通过文献研究，只有江等人在2006年报道了一种用于检测D-核糖的硼酸官能化罗丹明衍生物荧光传感器。该传感器对D-核糖和核糖衍生物具有很高的结合常数，并且能够比色选择性识别。然而，由于其水溶性差，荧光识别D-核糖在9:1的DMSO/磷酸盐缓冲液中的进行，有机溶剂占90％，显然不适合用于生物体液中的检测核糖，不利于进一步的生物应用。因此，提高生物传感器的水溶性是仍然是一项挑战。2-(4-二羟基硼烷)苯基喹啉-4-羧酸(传感器1)是王等人报道的一种水溶性荧光传感器，传感器1与碳水化合物(果糖，甘露糖，半乳糖和葡萄糖)结合后，荧光强度显著增加；与儿茶酚胺结合后荧光强度降低。但是在应用于D-核糖检测时，对D-核糖结合亲和力不足，检测效果不明显。

发明内容

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种二硼酸荧光传感器的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：结构式(I)所示的二硼酸荧光传感器在D-核糖识别中的应用，

申请人发现，结构式(I)所示的二硼酸荧光传感器与D-核糖结合荧光下降，与D-核糖以外的其它糖(D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-果糖、D-氨基葡萄糖、唾液酸、D-山梨糖醇、D-阿拉伯糖等)结合荧光上升或荧光变化不明显，因此可实现对D-核糖的选择性识别作用。

进一步的，D-核糖在生理pH值条件下该传感器具有良好的发光效率，并且在D-核糖在pH6至pH8的范围内淬灭二硼酸荧光，使该传感器具有了在生物体液中应用的可能性，特别是淬灭荧光在pH 7.4下最明显，表明本发明传感器在生理pH 7.4下对D-核糖具有理想的荧光响应。

进一步的，测试传感器与D-核糖的结合特性时，荧光强度淬灭与D-核糖浓度在0.0045M至0.0375M范围内的呈良好的线性关系，即，结构式(I)所示的二硼酸荧光传感器在0.0045M至0.0375M范围内良好的识别D-核糖。