[发明专利]基于硝基还原检测细胞内硫化氢的荧光探针及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测硫化氢（H₂S）的荧光探针，具体地说是一种基于硝基还原检测细胞内硫化氢的荧光探针及其应用。 

背景技术

几个世纪以来，硫化氢（H₂S）在对环境毒性和毒害影响方面已经引起了很多的注意。当人体暴露于外源性硫化氢之中时，此气体可以通过肺部被迅速地吸收从而进入血液循环系统，然后在人体中产生毒害作用。现在普遍认为硫化物以氰化物类似的方式抑制氧化酶而产生生理毒性。然而最近有关生命体内源性H₂S的研究工作都致力于其若干生理功能。继一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）之后，H₂S被确定为第三个具有生物活性的气体，被称为气体递质或气体介体。H₂S广泛分布于全身各处，据估计其生理相关浓度的范围从纳摩尔级到毫摩尔级水平不等。在生理浓度水平下，硫化氢参与一系列的生理过程，包括调节血管张力、心肌收缩、神经传导、胰岛素分泌等。一旦细胞不能维持其硫化氢的生理范围内水平，便会引起动脉和肺动脉高压、阿尔茨海默氏症、胃粘膜损伤、肝硬化等疾病。此外，硫化氢也表现为用作活性氧物种和活性氮物种的抗氧化清除剂。此外许多研究还显示出三个气体递质，H₂S、NO和CO，之间还有各种交互作用指示着人体的健康与疾病。因此，近年来对生物体内源性硫化氢的研究兴趣也稳步增长方兴未艾。 

荧光探针是有效检测生命体内H₂S的手段之一。一个具有应用前景的荧光探针应具有作用前后荧光变化明显、对目标分子响应快、选择性好、可用于实时可逆检测等优点。Christopher J.Chang等公开了一类用以检测硫化氢的荧光探针SF1及SF2（结构见图1，C.J.Chang et.al,J. Am.Chem.Soc.,2011,133,10078），与H₂S作用后荧光增强从而检测H₂S的存在。但是这类荧光探针对对硫化氢响应慢，不能用于快速地检测H₂S。Binghe Wang等公开了一种检测H₂S的荧光探针DNS-Az（结构见图1，B.Wang et.al,Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50,9672）,但此探针的激发发射波长位于紫外区，不能有效避免生物自体荧光的干扰，同时紫外光对生物体光漂白作用很大，易于损伤生物样品。上述探针都是荧光增强型探针，没有波长的变化，无法实现定量检测。为达到充分穿透到组织内部和避免细胞自发荧光干扰目的，大大降低外部环境的干扰，实现定量检测，仍然需要开发具有较长激发发射波长的可操作性荧光探针。因此，开发具有良好选择性，可在近红外区进行检测生物体系中H₂S的荧光探针具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于硝基还原检测细胞内硫化氢的荧光探针及其应用。 

为实现上述目的本发明采用的技术方案为： 

一种基于硝基还原检测细胞内硫化氢的荧光探针，荧光探针为以半菁染料或花菁染料作为荧光母体，并在母体上引入间硝基苯胺或/和间硝基苯酚。 

所述荧光探针为以半菁染料或花菁染料作为荧光母体，并在母体上引入间硝基苯胺或间硝基苯酚，如结构式Ⅰ、Ⅱ所示； 

式Ⅰ 

式Ⅱ 

式Ⅰ中， 

R₁为苯基或烯丙基； 

R₂、R₃为C_1-5烷基、苯基或苄基； 

R₄、R₅为H、C_1-20的烷基、羟基、烷氧基、氰基、烷基仲胺基、硝基、卤素或磺酸基； 

Y为N、O或S； 

式Ⅱ中， 

R₁为苯基或烯丙基； 

R₂为C_1-5烷基、苯基或苄基； 

R₃为H、C_1-20的烷基、羟基、烷氧基、氰基、烷基仲胺基、硝基、卤素或磺酸基； 

R₄为C_1-5烷基、苯基或苄基； 

X为卤素、N、O或S; 

Y为N、O或S。 

基于硝基还原检测细胞内硫化氢的荧光探针的应用，所述荧光探针用于水体或生物体内外硫化氢的检测。