[发明专利]一种区分Cys、Hcy和GSH的萘酰亚胺类荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明属于荧光探针领域，公开了一种可区分Cys、Hcy和GSH的萘酰亚胺类荧光探针及其制备方法与应用，具体涉及通过氨基甲酸酯连接体将萘酰亚胺荧光发色基团和丙烯酰酯识别基团链接起来，获得检测生物硫醇的荧光探针（Z1、Z2），它们的结构如下所示：上述探针本身具有蓝色荧光，与Cys和Hcy作用后发出波长更长的黄绿色荧光，可以实现对Cys、Hcy、GSH的区分检测。荧光探针Z1、Z2对Cys作用速度快、选择强、灵敏性高，可以用于细胞内半胱氨酸的检测和成像，且合成方法简单，原料易得，易于推广。

技术领域

本发明涉及荧光探针领域，具体涉及两个新型的基于萘酰亚胺结构单元的区分Cys、Hcy和GSH的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

生物硫醇是一类含硫化合物的总称，主要包括半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、谷胱甘肽(GSH)。研究表明，生物硫醇含量异常与多种疾病有关。例如：半胱氨酸水平异常会导致神经毒性、脱发、水肿、肝损害、皮肤损害等严重后果；血浆Hcy水平失衡会导致心血管疾病。此外，血浆中Hcy的总浓度也与认知障碍有关；谷胱甘肽失衡也与癌症、心血管和阿尔茨海默氏病等许多疾病有着直接的关系。鉴于生物硫醇的重要性，开发能够监测生物硫醇含量的方法具有迫切的需求和十分重要的意义。

迄今为止，已有各种分析技术用于检测生物硫醇。然而，由于昂贵的仪器和耗时繁琐的程序，这些技术在常规检测方面仍然受到限制。因此，迫切需要开发快速、灵敏、廉价的生物硫醇检测方法。荧光探针法以其灵敏度高、选择性好、实时检测、操作简单等优点成为一种很有前途的替代方法。然而，由于不同类型的生物硫醇具有很大的相似性，设计合成特异性高、专一性强的荧光探针仍然具有很大的挑战。

发明内容

基于上述研究背景，本发明设计合成了一种基于萘酰亚胺结构单元的识别探针，用于生物硫醇的特异性检测和成像。为此，本发明的目的在于提供能区分Cys、Hcy和GSH的萘酰亚胺类荧光探针及其制备方法。

另一目的是提供该探针在区分检测Cys、Hcy和GSH方面的应用。

为实现本发明目的，本发明通过连接体将萘酰亚胺荧光发色基团和丙烯酰酯识别基团链接起来，得到荧光探针Z1、Z2。

本发明所述荧光探针具体为如下所示结构：

该探针可以用于溶液中生物硫醇的特异检测，还可用于活细胞Cys的成像(由蓝色荧光到黄绿色荧光的转变)。

上述基于萘酰亚胺的区分生物硫醇的荧光探针Z1，其合成路线如下：

步骤a：称取对羟基苯甲醇与丙烯酰氯，以碳酸钾作为缚酸剂，丙酮和水为混合溶剂，室温下进行反应，得到中间体2；

步骤b：将4-硝基-1,8-萘二甲酸酐溶于无水乙醇，加入氯化亚锡和催化量的浓盐酸，在回流温度下进行还原，重结晶后得到中间体4；

步骤c：将中间体4溶于无水乙醇中，加入过量的乙胺溶液，在回流搅拌下，进行脱水缩合反应，即可得到中间体5；

步骤h：先将上述得到的中间体5溶于无水二氯甲烷中，依次加入N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)以及三光气，冰浴条件下进行反应，最后再加入中间体2，柱色谱分离后，得到目标荧光探针Z1。

基于萘酰亚胺的区分生物硫醇的荧光探针Z2，其合成路线如下：

步骤d：首先，将4-溴-1,8-萘二甲酸酐溶于无水乙醇中，加入乙胺溶液，在回流搅拌的条件下，进行脱水缩合反应，得到中间体7；

步骤e：中间体7与水合肼在乙二醇单甲醚为溶剂，回流条件下，进行反应得到中间体8；