[发明专利]用于连续检测铜离子和高半胱氨酸的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于连续检测铜离子和高半胱氨酸的荧光探针及其制备方法和应用。所述荧光探针PTNPy是由3‑(4‑甲基‑噻吩氧基)丙基三甲基溴化铵与[3‑(4‑甲基‑噻吩氧基)丙基]‑双吡啶‑2‑亚甲基胺经三氯化铁氧化聚合而成。PTNPy在水溶液中发射强烈的荧光，与铜离子结合后形成复合物，由于铜离子的顺磁性，PTNPy溶液的荧光被淬灭。当加入高半胱氨酸后，Hcy能与Cusupgt;2+/supgt;生成更加稳定的络合物Hcy‑Cusupgt;2+/supgt;，从而将PTNPy从PTNPy/Cusupgt;2+/supgt;复合物中释放出来，其荧光恢复。该PTNPy荧光探针合成方法简单，水溶性好，响应速度快，选择性高，可用于水溶液中Cusupgt;2+/supgt;和Hcy的连续定量检测，也可用于活细胞中Cusupgt;2+/supgt;和Hcy的荧光成像及活细胞中Hcy含量波动监测。

技术领域

本发明属于荧光传感检测技术领域，具体来说涉及一种用于连续检测铜离子和高半胱氨酸的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

铜(II)离子作为蛋白质和酶的组成部分是生物体代谢过程中必需的微量元素。正常情况下，人体内约含100～120mg的铜，微量铜有助于提供生理过程所需的能量，并有助于在血液中形成血红素。但是铜离子摄入不足或者过量的铜离子在人体内积累，都会导致严重的人类疾病，如威尔逊病、门克斯综合征、阿尔茨海默病、胃肠道疾病和肝肾损伤等。此外，铜离子也广泛存在于环境中，如果长期积累且不能有效清除会引发毒性，被认为是可造成环境污染的重金属离子之一。因此，快速、灵敏地检测铜离子对生命科学和环境科学都具有重要的意义。

生物硫醇在细胞信号转换与传递、细胞凋亡调控、蛋白质合成、免疫系统调节、维持生物体内生理平衡和氧化还原平衡等方面发挥着重要作用。人血浆中最常见的生物硫醇是半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)。研究发现：生物硫醇水平异常与某些疾病有关，如高半胱氨酸可直接或间接导致血管内皮细胞损伤，促进血管平滑肌细胞增殖，增强血小板功能，促进血栓形成。更为重要的是，临床医学观察到在心血管疾病患者的血浆中铜和Hcy水平同时升高。因此，发展一种快速、灵敏的荧光探针用于连续检测Cu²⁺和Hcy是非常必要的。

近年来，一些能够连续检测Cu²⁺和Hcy的荧光探针被相继报道，但这些探针通常存在灵敏度低、响应时间长、非水体系检测或者受其它物质如Cys、GSH或H₂S等干扰等问题。发展新的荧光探针以实现快速、高灵敏度、高选择性Cu²⁺和Hcy的连续检测仍然是一个挑战。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于快速、高灵敏度、高选择性的连续检测铜离子和高半胱氨酸的荧光探针(PTNPy)。

本发明的另一目的是提供上述荧光探针的制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种用于连续检测铜离子和高半胱氨酸的荧光探针，其化学结构式为：

其中，m、n为1～9的整数且m/n＝0.11～9。

上述荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

1)将3-(4-甲基-噻吩氧基)丙基三甲基溴化铵、[3-(4-甲基-噻吩氧基)丙基]-双吡啶-2-亚甲基胺和三氯化铁溶解于氯仿中，于40～60℃反应24～48h，冷却至室温，其中，按物质的量份数计，所述3-(4-甲基-噻吩氧基)丙基三甲基溴化铵、[3-(4-甲基-噻吩氧基)丙基]-双吡啶-2-亚甲基胺和三氯化铁的比为(0.1～0.9):(0.1～0.9):(0.6～5.4)；

在所述步骤1)中，所述室温为20～25℃。