一种识别硫化氢的小分子荧光探针及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种识别硫化氢的小分子荧光探针及其制备方法和应用，属于有机小 分子荧光探针领域。
【背景技术】
[0002] 硫化氢分子(H2S)在调节人的生理机能方面有着非常关键的作用，硫化氢可参与 血红蛋白改变，促进体内亚硝基类化合物的还原，调节体内多种酶的功能等。并且体内的硫 化氢分子已被证实和许多重大疾病有着密切的关系，例如:硫化氢分子可以起到调节正常 肝脏以及肝硬化肝脏中的微血管循环；以及其可以高效的调节心肌收缩力，舒张血管，并且 可以平稳双向的调节血压。另外，体内的硫化氢分子可以有效地清除过氧化氢(H202)、超氧 阴离子(〇厂）、次氯酸(HC10)等其他活性小分子，因此该类小分子在体内起着非常重要的作 用。实验证明：硫化氧可以非常有效地降低AP诱导的神经细胞毒性;与FPG存在负比例关系； 有助于降低二型糖尿病病人的血糖浓度。由此可见，对生物体内的硫化氢进行检测具有非 常重要的科学意义。
[0003] h2s作为生物体内的重要信号分子之一，其浓度变化非常快，因此检测硫化氢的有 机小分子探针需要具有较快的响应速度，以达到对生物体系内的H2S进行实时检测的目的。 谷胱甘肽在人体内起着非常重要的作用，其在肝脏中浓度甚至可以达到5mmol/L，而谷胱 甘肽具有和硫化氢性质相似的巯基，其亲核性质也非常详尽，极易干扰探针对生物体系内 H2S的实时检测，另外，生物体系内还存在多种具有亲核性的阴离子，都可能影响到探针的 检测效果，所以在探针设计中必须考虑到选择性的问题。
[0004] 在生物体内，存在着大量的不同类型的干扰离子或分子，因此，在其他存在的情况 下，专一性的对体内硫化氢进行识别是探针设计的关键所在，这也就需要探针分子具有较 好的抗干扰性一一专一性。然而就目前现有的硫化氢探针存在着响应时间慢和选择专一性 差等问题，本专利通过分子设计，通过电子效应来提高化合物对硫化氢的响应速度;并且利 用专一识别位点提尚探针的专一性。
【发明内容】
[0005]针对目前有机小分子荧光探针在硫化氢分子的检测中所面临的问题，本发明通过 分子设计，合成出一种具有响应时间快和选择性高的硫化氢小分子焚光探针。
[0006] 本发明采用以下技术方案： 一种识别硫化氢的小分子焚光探针，其特征在于，该探针分子的分子式为：C23H13N3O7S2，简记为NS_H2S，结构式如下所不：
[0007] 上述的荧光探针的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤： 1) 将0.8mmol的6-羟基-2-萘甲醛与1.1eq.的邻氨基苯硫酚在氮气氛围下，以DMF为溶 剂，他2&05为氧化剂，加热反应，分离提纯得化合物3，化合物3结构式如下所示：
2) 将步骤1)所得化合物3 0.2mmol溶解于DCM中并置于0°C，将1.2eq.三乙胺加入到 上述溶液中，然后将1.2eq.的2,4-二硝基苯磺酰氯分批加至上述溶液中室温下搅拌反应， 待反应完全后分离提纯得到目标探针化合物ns-h2s。
[0008] 该探针吧-!125的合成路线如下：
所述步骤1)中加热反应温度为90°c，反应时间为5小时。
[0009] 所述步骤1)中分离提纯化合物3的方法为:先使用乙酸乙酯萃取，然后无水硫酸钠 干燥，减压旋干溶剂得粗产品，最后用硅胶柱进行分离。
[0010] 所述步骤2)中反应时间为4小时。
[0011] 所述步骤2)中分离提纯目标探针化合物NS-H2S的方法为:先使用二氯甲烷萃取， 无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂得粗产品，最后用硅胶柱进行分离。
[0012] 本发明硫化氢探针的用途:该荧光探针可以应用于水环境和生物细胞体系中硫化 氢的含量传感检测;所述的传感检测包含荧光检测，目视定性检测，细胞成像检测。
[0013] 本发明的优点在于：（1)探针的合成只需要两步就可以完成，且后处理过程相对简 单；（2)本发明实现了硫化氢分子探针的选择性快速检测，并且选择性好，抗其他分子干扰 能力强。此外，用肉眼就可以观察到溶液颜色的变化，伴随着紫外灯下同样可以观察到荧光 颜色变化，是一种具有生色传感功能的荧光探针。基于其特异性且显著的颜色变化，该试剂 可作为显示水溶液中和生物细胞内硫化氢分子存在的专一性指示剂，可进行实时定性及定 量的目视比色法检测。故而，本发明是一种简单，快速，灵敏的硫化氢分子特异性检测试剂， 在生物分子检测领域具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0014] 图1是实施例1中探针NS-H2S的1HNMR图谱； 图2是探针NS-H2S在以roS:EtOH(1:1)为溶剂430nm为激发光，ΙΟμ mol/LNS-H2S随 硫氢化钠的加入荧光强度的变化情况； 图3是探针NS-H2S在以PBS:EtOH(1:1)为溶剂430nm为激发光，ΙΟμ mol/L的NS-H2S探 针，NaHS(20eq.)随时间变化荧光强度变化情况； 图4是探针NS-H2S&roS:EtOH(1:1)为溶剂430nm为激发光，探针对不同离子和分子 的选择性柱状谱图：1:none; 2:NaHS; 3:GSH; 4:F-; 5:Cl-; 6:Br-; 7:S2-; 8: S032-; 9:HS〇3-; 10:S2O32-; 11:HP〇42-; 12:OAc-; 13:S〇42-; 图5是探针NS-H2S(lmm〇l/L)溶液在NaHS加入前后溶液颜色的变化； 图6是探针NS-H2S(lmmol/L)溶液在NaHS加入前后溶液用紫外灯照射后荧光颜色的变 化； 图7是探针NS-H2S应用与细胞中对外源性硫化氢进行荧光成像图，其中a)探针浓度为5μΜ加入到HeLa细胞中培养2h后明场图，b)NaHS加入前荧光成像图，c)NaHS20μΜ加入后 20min后的荧光成像图；d)明场与荧光成像图重合图片。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明，但本发明不受下述实施 例的限制，实施例中化合物的号码对应上述方案中化合物的号码。
[0016] 实施例1 化合物3的合成：
将化合物1 6-羟基-2-萘甲醛（0.8mmol，137.6mg)与化合物2邻氨基苯硫酚（1.1eq.，110.0mg)在氮气氛围下加至反应瓶中，然后将氧化剂Na2S2〇5(1.2eq.，182.4mg)和 DMF-次加至上述反应器中，于氮气氛围下在90°C加热5h后，点板检测反