[发明专利]双激发双发射荧光探针CQDs-O-NBD及其应用

说明书

本发明公开了双激发双发射荧光探针CQDs‑O‑NBD及其应用。将对苯二酚和浓H₂SO₄溶解在超纯水中，然后在微波炉中加热溶液，自然冷却，加入超纯水溶解，透析，冻干；将所得碳量子点、4‑氯‑7‑硝基苯‑2‑氧代‑1,3‑二唑和反应溶剂混合均匀后，加入酸受体，常温下反应，加入乙酸乙酯，离心，倾出上层液。然后再加入乙酸乙酯，再超声分散、离心，重复上述步骤多次。最后将褐色固体于60℃干燥，得目标产物CQDs‑O‑NBD。将CQDs‑O‑NBD作为探针结合荧光方法检测生物硫醇以及区分Cys/Hcy和GSH/NaSH。本发明方法简单新颖，成本低，效率高，且可应用在胎牛血清中Cys的检测和生物细胞成像。

技术领域

本发明属于分析化学领域，尤其涉及一种双激发双发射荧光探针的合成和在实际样品胎牛血清和生物细胞中检测生物硫醇中的应用。

背景技术

生物硫醇包括半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、谷胱甘肽(GSH)和硫化氢(H₂S)，是一类含硫活性物质，广泛存在于生物体内。它们在人体生理过程中起着重要作用，如可逆氧化还原反应和金属离子螯合。Cys是GSH的前体，是蛋白质合成过程中必需的氨基酸。人体缺乏半胱氨酸可引起一些疾病，如儿童生长迟缓、肝损伤、头发变色、皮肤损伤和嗜睡。而同型半胱氨酸水平异常与阿尔茨海默病、心血管病和神经精神疾病密切相关。GSH是细胞中含量最丰富的非蛋白硫醇，主要以还原形式存在于体内。谷胱甘肽浓度失衡与癌症、心脏病、神经退行性疾病、糖尿病和艾滋病有关。H₂S是一种最简单的生物硫醇和气体递质，但在细胞内氧化还原调节和信号转导中起着重要作用。H₂S浓度异常与卵巢癌、糖尿病、乳腺癌、高血压和肝脏炎症有关。因此，识别和检测这些生物硫醇对某些疾病的早期诊断具有重要意义。

目前，生物硫醇的检测方法主要有毛细管电泳法、电化学法、高效液相色谱法、质谱法、拉曼光谱法和荧光光谱法。与其他方法相比，荧光探针具有操作简单、成本低、分辨率高、灵敏度高、无创性等优点，引起了研究人员的极大兴趣。基于巯基与某些官能团的化学反应是设计生物硫醇荧光探针的策略之一。最近，以7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑(NBD)为离去基团的生物硫醇荧光探针受到广泛关注。然而，大多数用于检测生物体的探针都是由有机荧光团构建的。一般来说，一些探针结构复杂，合成耗时，光稳定性差，长期成像困难。因此，寻找具有良好光学性能、低毒性和生物相容性的荧光团，构建新的荧光探针用于生物体的检测是一个迫切需要解决的问题。因此，设计一种基于碳量子点的方便、快速、有效的检测生物硫醇和区分Cys/GSH和GSH/NaSH的方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一是设计合成一种可用于有效检测胎牛血清中的Cys和区分检测生物细胞中Cys/Hcy和GSH/H₂S的双激发双发射荧光探针CQDs-O-NBD。

本发明的目的之二是提供一种操作简单，成本低，且选择性好的检测和区分生物硫醇的方法。

本发明采用的技术方案是：双激发双发射荧光探针CQDs-O-NBD，所述双激发双发射荧光探针CQDs-O-NBD的制备方法包括如下步骤：

1)将对苯二酚(p-C₆H₆O₂)和浓H₂SO₄溶解在超纯水中，然后在微波炉中加热1-5min，当溶液变成酒红色时，停止加热，自然冷却，加入超纯水溶解后，转移至透析袋中透析12h，冻干，得深绿色粉末碳量子点CQDs-OH；

2)将碳量子点(CQDs-OH)、4-氯-7-硝基苯-2-氧代-1,3-二唑(NBD-Cl)和反应溶剂混合均匀，加入酸受体，常温下反应24h后，加入乙酸乙酯超声分散，离心取固体，反复加入乙酸乙酯多次，直至离心所得上层液不显红色，将离心所得固体于60℃干燥，得双激发双发射荧光探针CQDs-O-NBD。