[发明专利]基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备和应用

说明书

本发明涉及基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备和应用，该荧光探针的结构式为：本发明提供了以花菁荧光染料、D‑生物素、4‑羟基‑4‑硝基偶氮苯等为原料合成该荧光探针的制备方法；该荧光探针是一种具有近红外发射、高选择性和能够靶向细胞的谷胱甘肽荧光探针。首先，该荧光探针对GSH表现出很高的灵敏度，探针与GSH反应之后荧光显著增强；其次，该荧光探针对GSH表现出很好的选择性，不受其他常见无机离子、活性氧、活性氮、活性硫、氨基酸以及生物硫醇的干扰；此外，该荧光探针已成功用于细胞中的GSH成像，可以检测细胞中的谷胱甘肽水平。

技术领域

本发明属于荧光探针技术领域，具体涉及一种基于花菁染料的靶向性谷胱甘肽荧光探针的制备和应用。

背景技术

谷胱甘肽(GSH)是一种重要的生物硫醇，在调节各种生理事件中起着关键作用(S.Y.Zhang,C.N.Ong,H.M.Shen,CancerLett.,2004,208,143-153；A.Sharma,M.G.Lee,M.Won,S.Koo,J.F.Arambula,J.L.Sessler,J.Am.Chem.Soc.,2019,141,15611-15618)。谷胱甘肽的失衡会影响细胞许多功能，包括生长、代谢、交流和免疫反应(C.T.Dooley,T.M.Dore,G.T.Hanson,W.C.Jackson,S.J.Remington,R.Y.Tsien,J.Biol.Chem.,2004,27,22284-22293)。作为最丰富的非蛋白质硫醇，谷胱甘肽被认为是维持细胞内氧化还原平衡的主要参与者(S.U.Hettiarachchi,B.Prasai,R.L.McCarley,J.Am.Chem.Soc.,2021,136,7575-7578)。因此，发展一种高效检测GSH的策略具有重要意义。

到目前为止，已经开发了许多检测GSH的方法，比如：电化学法(Y.N.Zhong,M.H.Lin,J.D.Zhou,Y.J.Liu,Chin.J,Anal.Chem.,2010,38,229-232)，流动注射分析法(A.Waseem,M.Yaqoob,A.Nabi,Chem.Res.ChineseUniversities.,2010,26,893-898)，质谱法(N.Burford,M.D.Eelman,D.E.Mahony,M.Morash,Chem.Commun.,2003,1,146-147)等。相比于这些传统的方法，荧光分析方法具有高灵敏度和高分辨率成像生物样本等优势。到目前为止，有许多检测GSH的荧光探针被报道(N.Liu,Y.Jia,M.Y.Chen,C.H.Guan,Y.F.Feng,L.Yang,RSCAdv.,2015,5,13042-13045；Y.X.Guo,Y.Strongin,R.Mao,Angew.Chem.Ed.,2011,50,10690-10693；Z.Xiang,S.Rehm,M.Safont-Sempere,F.Würthner,Nat.Chem.,2009,1,623-629；J.Liu,Y.Q.Sun,Y.Huo,H.Zhang,D.Song,W.Guo,J.Am.Chem.Soc.,2014,136,574-577)。但是，这些GSH探针存在一些不足：(1)分析波长较短，因此容易被活体内生物分子产生的自发荧光信号干扰，且组织穿透能力较弱，从而限制了在生物体内的应用；(2)不能主动靶向细胞和组织，难以在特定组织聚集，分散在各处的探针会降低检测效率并使背景荧光进一步增强。因此，设计和合成具有长波长和靶向能力的GSH荧光探针是非常有意义的。