本发明涉及荧光探针,尤其涉及一种快速高选择性的次氯酸荧光探针及其制备方法与应用。
背景技术:
1、肝脏作为人体核心器官,承载着新陈代谢、解毒、蛋白质生成及胆汁排泄等维系生命的基本功能。然而,其健康状态易受内外环境因素侵扰,导致损伤,进而对全身健康构成重大威胁。肝损伤引起的肝衰竭常导致循环功能障碍、低血压和多器官衰竭。此外,它还可能诱发脑水肿、颅内压增高,并最终导致死亡,准确、及时地发现肝损伤病变对于及时干预和治疗至关重要。特别地,肝损伤导致氧化应激水平升高,促使内源性活性氧(ros)的产生增加,包括次氯酸等氧化物质。次氯酸可以诱导肝细胞的凋亡,通过活化凋亡信号通路(如caspase途径),导致肝细胞的程序性死亡,使肝损伤的程度进一步加深,乃至肝硬化、纤维化,凸显了监测其动态变化的重要性。
2、传统检测手段,涵盖化学发光、色谱分析、质谱技术和光谱学方法,在次氯酸测定中普遍存在操作复杂、检测周期冗长及灵敏度不足等问题,极大阻碍了该指标在临床及科研领域的有效应用,特别是对早期肝损伤的识别与干预。
3、荧光探针技术,因响应迅速、实时监测、高灵敏度及便于标记和成像等特性,成为生物监测领域的研究热点,为次氯酸的实时检测提供了新途径。遗憾的是,现有次氯酸特异性荧光探针技术仍面临挑战:响应迟缓、易受其他氧化物质干扰、灵敏度不足及合成程序复杂,限制了其在精确生物成像和疾病诊断上的潜力。
4、鉴于上述局限,研发一种创新的荧光探针体系,具备单一激发波长、高选择性、超高灵敏度的特点,专门针对次氯酸进行实时监测,且便于生物体内应用,对于推动肝脏损伤的早期诊断及治疗策略的发展,显得尤为关键与迫切。这不仅将填补现有技术空白,更将为深入理解肝病发病机制及提高治疗效果开辟新的路径。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的是在于提供一种快速高选择性的次氯酸荧光探针,以及它的制备方法与用途,该荧光探针具有合成简单、选择性好、灵敏度高、能够快速检测次氯酸的优点,并且能够用于在细胞中对次氯酸进行荧光成像。
2、具体而言,本发明提供了一种用于测量、检测或筛选次氯酸的荧光探针,化学结构式如式(ⅰ)所示:。
3、本发明还提供了式(ⅰ)荧光探针的制备方法,包括如下步骤:
4、使4-(硫代吗啉-4-基)和2-(4-氰基-2,2,5-三甲基-3-呋喃亚基)-丙二腈,反应制备得所示荧光探针,其反应式如下:
5、。
6、在本发明的一些具体实施方案中,式(ⅰ)荧光探针制备方法如下:将4-(硫代吗啉-4-基)苯甲醛和2-(4-氰基-2,2,5-三甲基-3-呋喃亚基)-丙二腈溶于无水乙醇中,以逐滴方式引入哌啶,反应液在氩气气氛下反应;反应完成后,冷却至室温,浓缩混合物以去除溶剂,得到紫黑色粗品;再进一步通过色谱柱进行分离,石油醚和乙酸乙酯的混合体系为洗脱剂,得到纯净的式(ⅰ)荧光探针。
7、在本发明的一些具体实施方案中,4-(硫代吗啉-4-基)苯甲醛和2-(4-氰基-2,2,5-三甲基-3-呋喃亚基)-丙二腈的反应温度为90 ℃。
8、在本发明的一些具体实施方案中,4-(硫代吗啉-4-基)苯甲醛和2-(4-氰基-2,2,5-三甲基-3-呋喃亚基)-丙二腈的摩尔比为1:1。
9、在本发明的一些具体实施方案中,4-(硫代吗啉-4-基)苯甲醛和2-(4-氰基-2,2,5-三甲基-3-呋喃亚基)-丙二腈的反应时间为18小时。
10、本发明还提供了用于测量、检测或筛选次氯酸的荧光探针组合物,其包含式(i)荧光探针。
11、本发明还提供了用于检测样品中次氯酸的存在或测量样品中的次氯酸含量的方法,其包括:
12、a)使式(i)荧光探针与样品接触以形成荧光化合物;
13、b)测定荧光化合物的荧光性质。
14、在本发明的一些具体实施方案中,所述样品是化学样品或生物样品或水环境样品。
15、在本发明的一些具体实施方案中,所述样品是包括水、血液、微生物或者动物细胞或组织在内的生物样品。
16、本发明还提供了式(i)荧光探针在细胞荧光成像中的应用。
17、本发明还提供了式(i)荧光探针在在肝脏损伤成像中的应用。
18、本发明还提供了式(i)荧光探针在小鼠肝脏组织荧光成像中的应用。
19、本发明还提供了式(i)荧光探针在制备肝脏疾病诊断或监测试剂中的应用。
20、本发明还提供了本发明还提供了一种用于测量、检测或筛选次氯酸的试剂盒或测试纸,其包含式(i)荧光探针。
21、本发明相对于现有技术具有如下的显著优点及效果:
22、(1)响应快速
23、本发明的荧光探针能够快速响应次氯酸,有利于次氯酸的快速、实时检测。
24、(2)选择性好
25、本发明的荧光探针可选择性的与次氯酸发生特异性反应,生成荧光变化的产物,相较于常见的其他金属离子及生物体内的其他物质,包括但不限于亚硫酸氢根离子、硫离子、硫酸氢根离子、亚硝酸根离子、硫酸根离子、乙酸根离子、碳酸氢根离子、碘离子、硝酸根离子、碳酸根离子、溴离子、氯离子、超氧自由基、钠离子、铁离子、亚铁离子、锌离子、铜离子、钾离子、钙离子、谷胱甘肽、半胱氨酸、抗坏血酸、单线态氧、羟基自由基、次氯酸等,本发明荧光探针能排除上述物质的干扰,显示出了优良的选择性。
26、(3)高灵敏度
27、本发明的荧光探针与次氯酸反应非常灵敏,能够检测低浓度水平下(最低检出限低至26nm)的次氯酸。
28、(4)低生物毒性
29、本发明的荧光探针具有低毒性的特点,可将其长时间应用于细胞样品中次氯酸的检测及荧光成像。
30、(5)可在生理水平下应用
31、本发明的荧光探针可在生理水平条件下实现对次氯酸的检测、测量及筛选,并可以进行细胞生物成像,能够实现对细胞内次氯酸变化的荧光信号响应及其实时可视化检测,同时也为检测肝脏损伤过程中的次氯酸变化提供了可能。
32、(6)应用于肝脏损伤诊断
33、本发明的荧光探针可作为一种非侵入性的工具,用于监测肝脏损伤的发生和发展。这种应用前景使得本发明在医学诊断领域具有巨大潜力,有望提高肝脏疾病的早期诊断率和治疗效果。
34、(7)合成简单
35、本发明的荧光探针合成简单,有利于商业化及产业化的推广和应用。
1.一种用于测量、检测或筛选次氯酸的荧光探针,其特征在于:化学结构式如式(ⅰ)所示:
2.如权利要求1所述荧光探针的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:使4-(硫代吗啉-4-基)和2-(4-氰基-2,2,5-三甲基-3-呋喃亚基)-丙二腈,反应制备得如式(ⅰ)所示荧光探针,其反应式如下:
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
4.一种用于测量、检测或筛选次氯酸的荧光探针组合物,其特征在于,包含权利要求1中所述荧光探针。
5.一种用于检测样品中次氯酸的存在或测定样品中的次氯酸含量的方法,其特征在于,包括:
6.如权利要求5所述方法,其特征在于,所述样品是化学样品、生物样品或水环境样品。
7.如权利要求1所述荧光探针在检测样品中次氯酸的存在或测定样品中的次氯酸含量中的应用。
8.如权利要求1所述荧光探针在细胞荧光成像中的应用。
9.如权利要求1所述荧光探针在肝脏损伤成像中的应用。
10.如权利要求1所述荧光探针在制备肝脏疾病诊断或监测试剂中的应用。