[发明专利]一种用于检测溶酶体中半胱氨酸的荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于检测溶酶体中半胱氨酸的荧光探针及其制备方法与应用。所述荧光探针具有如下的分子结构表达式。本发明通过在荧光探针结构中引入4‑(2‑氨基乙基)吗啉基团，实现了对溶酶体的靶向性识别，可以检测溶酶体中的半胱氨酸，并且荧光强度高、响应快速、检测灵敏度高。

技术领域

本发明涉及一种荧光探针，尤其涉及一种用于检测溶酶体中半胱氨酸的荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术

溶酶体是一种单膜细胞器，含有约60种水解酶，用于执行溶酶体的分解代谢功能。同时，溶酶体具有质子泵，能够将腔内环境保持在pH＝4.6-5.0范围内，为水解酶提供必要的酸性环境。除了降解功能外，当细胞受损时，溶酶体还与质膜融合，并在某些细胞类型中具有更特异的分泌功能。此外，溶酶体在细胞代谢和细胞应激中起主导作用，并与许多神经退行性疾病相关。作为一种含有巯基的游离氨基酸，半胱氨酸在溶酶体内蛋白质二硫键的水解过程中起着至关重要的作用，并具有相对独立的溶酶体转运系统。同时，溶酶体中的半胱氨酸可能与许多疾病有关，比如，过高浓度的半胱氨酸会显著提高心脏疾病的发病率，并可能诱发阿尔茨海默症、神经中枢缺陷等。因此，可视化半胱氨酸在生物系统中的分布和浓度将非常重要，有助于阐明半胱氨酸的生物学作用。

专利CN114634473B提出一种能够快速高效检测生物硫醇的基于香豆素的荧光探针，具有高选择性和快速高效检测谷胱甘肽、半胱氨酸和高半胱氨酸的优点，但荧光选择性不够专一。专利CN114835698A提出一种(二苯氨基)苯基黄酮类荧光探针，能与半胱氨酸进行专一性反应，同时灵敏度高，但是其不具备溶酶体靶向定位功能，无法准确检测溶酶体中的半胱氨酸，限制了该荧光探针在活细胞内实时检测的应用。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明首先提出一种用于检测溶酶体中半胱氨酸的荧光探针。本发明通过引入4-(2-氨基乙基)吗啉基团实现荧光探针对溶酶体的靶向性，并且荧光强度高、响应快速、检测灵敏度高。

基于本发明的第二个方面，还提出一种用于检测溶酶体中半胱氨酸的荧光探针的制备方法。本发明提供的制备方法工艺简单、原料易得，具有良好的工业适用性。

基于本发明的第三个方面，还提出一种用于检测溶酶体中半胱氨酸的荧光探针在试剂盒中的应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于检测溶酶体中半胱氨酸的荧光探针，其分子结构表达式如下：

一种用于检测溶酶体中半胱氨酸的荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

S1、将氢氧化钾加入至二甲基亚砜中搅拌，再加入化合物1和碘化钾，搅拌反应30-100min；将反应混合物倒入水中并加入有机溶剂萃取，有机相用饱和食盐水洗涤、干燥后分离提纯，得到化合物2；

S2、将化合物2溶于有机溶剂后，在低温(如-5℃至0℃)搅拌下分次加入间氯过氧苯甲酸，回流反应12-36h；反应结束后，加入二甲基亚砜淬灭反应，依次用水、饱和碳酸氢钠、饱和食盐水洗涤有机相，干燥后分离提纯，得到化合物3；

S3、将化合物3加入至N,N-二甲基甲酰胺中搅拌，氮气保护下加入NaH搅拌反应12-24h；反应结束后加盐酸将反应液酸化至pH为2-4，有机溶剂萃取得到有机相，饱和食盐水洗涤有机相，干燥后分离提纯，得到化合物4；

S4、将化合物4、4-(2-氨基乙基)吗啉溶于甲苯中，再加入钯催化剂以及双磷配体、碳酸铯，回流条件下搅拌反应10-24h；反应结束后用硅藻土过滤得到反应液，提纯得到化合物5；

S5、将化合物5溶于乙腈后，加入N-氟代双苯磺酰胺，室温下搅拌反应5-12h；反应结束后加水淬灭反应，有机溶剂萃取，分离提纯，得到化合物6，即所述荧光探针。