[发明专利]多信号荧光探针的合成及其同时区分Cys、SO2

说明书

本发明公开了一种通过不同的激发与荧光发射信号同时区分检测半胱氨酸(Cys)、二氧化硫(SO₂)、谷胱甘肽(GSH)和同型半胱氨酸(Hcy)的多信号荧光探针，该多信号荧光探针的化学结构式如下：该多信号荧光探针能在同一检测条件下利用探针与Cys、NaHSO₃、GSH和Hcy发生不同的化学反应，生成不同的荧光物质，达到同时区分检测Cys、SO₂、GSH和Hcy的目的，能够用于在体外环境中同时定量，在细胞中同时荧光成像Hcy、Cys、SO₂和GSH。

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种多信号荧光探针的合成，以及该探针在环境同时定量检测Cys、SO₂、GSH和Hcy，在细胞内同时区分成像Cys、SO₂、GSH和Hcy的应用。

背景技术

活性硫、活性氮和活性氧等生物活性分子在维持细胞内氧化还原的动态平衡中扮演着极其重要的角色。其中，作为细胞内活性分子中含量最高的活性硫组分（ReactiveSulfur Species：RSS），主要包括生物硫醇（半胱氨酸（Cys）、高半胱氨酸（Hcy）、谷胱甘肽（GSH））、二氧化硫（SO₂），硫化氢（H₂S）和N-乙酰半胱氨酸（NAC）等活性分子(Anal. Chem. 2018, 90, 533-555.)。哺乳动物中可以由蛋氨酸在多种酶辅助下合成Hcy，血清中Hcy的正常浓度为5-12 μM，正常细胞内Cys浓度为30-200 μM，GSH是细胞中最丰富的低分子量生物硫醇，正常浓度为0.5-10 mM，二氧化硫（SO₂）作为含硫氨基酸的代谢产物，在生理条件下以亚硫酸盐（HSO₃^-和SO₃^2-）的形式存在于生物体中，血清中亚硫酸盐含量一般低于10 μM。生物硫醇在细胞新陈代谢中扮演着重要的角色，在癌症、阿兹海默症、帕金森病等患者中，细胞内硫醇的含量都高于正常水平，血液中生物硫醇的含量直接反映了生物体的健康状况。由于这四种活性硫物种具有相似的结构和反应活性，在细胞内存在Hcy转化为Cys，Cys转化为GSH这一生物代谢过程，其中一种含量的变化可能引起其他两者的关联变化，而且很多疾病的发生都与它们的含量变化密切相关。因此，开发高效的检测方法/技术用于同时区分检测Cys、SO₂、GSH和Hcy这四种含硫化合物具有重要的意义。近年来，多信号荧光探针因其能够同时监测和可视化活细胞中的两种或多种分析物而受到广泛的关注但已报道的硫醇荧光探针还无法实现利用四通道同时区分检测Cys、SO₂、GSH和Hcy这四种含硫化合物，发展同时区分Cys、SO₂、GSH和Hcy的多信号荧光探针在分析检测、环境科学和生物化学等领域具有较大的应用价值。

发明内容

鉴于上述情况，克服一些现有技术的不足，本发明的目的在于提供一类利用四通道荧光信号同时区分检测Cys、SO₂、GSH和Hcy的多信号荧光分子探针，用于制备在环境、食品中定量检测Cys、SO₂、GSH和Hcy，在细胞内同时区分成像Cys、SO₂、GSH和Hcy的器件的应用，为分析检测、环境科学等领域提供一些分析检测方法和思路。

本发明的目的还在于提供一种制备方法简单、多信号荧光分子探针的合成与应用方法。

本发明解决问题采取的具体技术方案为，一种多信号荧光探针的合成及其同时区分检测Cys、SO₂、GSH和Hcy的应用，其探针的化学结构式如下：

。

同时区分检测Cys、SO₂、GSH和Hcy多信号荧光探针的合成，其特征在于，所述荧光分子探针的制备方法包括以下步骤：

步骤1.合成4-羟基-7-(吡咯烷-1-基)-2H-色烯-2-酮