一类比率检测次氯酸的荧光探针及其在生物体系内的应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一类可以用于比率检测次氯酸的荧光探针。具体的说，在次氯酸存在下，探针的荧光波长会发生变化。本发明提供了一种用于选择性检测溶液体系、细胞、动物组织或动物个体内次氯酸的比率荧光探针。本发明采用花菁染料作为荧光母体，在花菁母体中位上引入仲胺，利用花菁母体的高电子云密度而容易被次氯酸氧化的性质，以实现选择性地检测次氯酸；花菁母体被次氯酸氧化后，探针的荧光波长发生蓝移，原来的长波长荧光峰强度随次氯酸含量的增加而逐渐降低，新出现的短波长荧光峰强度逐渐升高，用于比率地检测次氯酸。
【专利说明】一类比率检测次氯酸的荧光探针及其在生物体系内的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一类用于比率检测次氯酸（HC10)的荧光探针。具体的说，是一类在 HC10存在下荧光波长发生变化的化合物，从而能够比率检测溶液体系、细胞、动物组织或动 物个体内的次氯酸的荧光探针。
【背景技术】
[0002] 次氯酸（HC10)作为生物体内的一种活性氧，对于生物体具有十分重要的意义。与 生物体内的其他活性氧不同，次氯酸在日常生活中也广泛用作消毒剂、抗菌剂和漂白剂。细 胞内源性的次氯酸是通过髓过氧化物酶ΜΡ0催化双氧水和氯离子产生的。次氯酸在生理条 件下会分解为具有强氧化性的次氯酸根阴离子（C10-)，具有抗菌性能且能抵抗微生物入 侵，在生物体的免疫系统内扮演着重要的角色。然而，当次氯酸浓度发生改变或者生物体功 能紊乱时，次氯酸会引起生物体的一系列氧化损伤，从而导致呼吸损伤、缺血再灌注损伤、 风湿性关节炎、心血管疾病、肾功能障碍、癌症及多种神经退行性疾病。因此，发展一种有效 地检测次氯酸的方法具有重要的生物医学意义。
[0003] 目前，研究人员已经报道了许多用于检测次氯酸的分析方法如电分析、电位测定、 分光光度法、化学发光法、荧光探针法。其中荧光探针法对细胞损伤小，结合荧光共聚焦显 微技术可以在活细胞中进行较高时间和空间分辨的可视化分析，是有效检测生命体内次氯 酸的手段之一，具有更广阔的应用前景。而且荧光探针法中的比率型探针相对于荧光增强 型探针能够有效地消除探针浓度，仪器效率，光漂白等影响，受外部环境的干扰较小，具有 更大的优势。Joanna Shepherd等公开了一种检测次氯酸的突光探针SNAPF (结构见图1， Joanna Shepherd et al，Chemistry&Biology, 2007, 14, 1221-1231)，与次氯酸作用后突光 增强从而检测次氯酸的存在，但是该探针是基于荧光强度的变化来检测次氯酸的。Tetsuo Nagano等公开了一种检测次氯酸的突光探针HySOx(结构见图1，51^11；1〇11(6111]1〇1〇16丨31，工 Am. Chem. Soc，2007, 129, 7313-7318)，与次氯酸作用后荧光增强，但是该探针也是荧光增强 型探针。Chen Xinqi等公开了一种以罗丹明B为荧光团，二苯甲酰肼为次氯酸受体的荧光 探针(结构见图 l，XinqiChen et al，Chem. Eur.J.2008, 14, 4719-4724)，与次氯酸作用后荧 光发生位移，能够比率检测次氯酸。但是该探针没有用于生物体系检测。因此开发具有选 择性，可用于生物体系中次氯酸比率检测的荧光探针具有重要意义。
【发明内容】
[0004] 本发明就是针对上述问题，提供了一种可用于选择性检测溶液体系、细胞、动物组 织或动物个体中次氯酸的比率荧光探针，此探针可以选择性地与次氯酸作用，作用后荧光 波长发生位移。
[0005] 为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明采用花菁染料作 为荧光母体，在花菁母体中位上引入仲胺，利用花菁母体的高电子云密度而容易被次氯酸 氧化的性质，以实现选择性地检测次氯酸；花菁母体被次氯酸氧化后，探针的荧光波长发生 蓝移，原来的长波长荧光峰强度随次氯酸含量的增加而逐渐降低，新出现的短波长荧光峰 强度逐渐升高，用于比率地检测次氯酸。
[0006] 所述的突光探针的通式为：
[0007] 通式 I :R1R2N_F
[0008] Rl、R2分别为具有1?20个碳原子的烷基，含硝基、氨基、磺酸基、羟基、胺基、烷 氧基、氰基、氟、氯、溴、碘中的一种或二种以上的取代基的1-20个碳原子的烷基，含取代基 或不含取代基的苯环、萘环或蒽环，Rl，R2可以相同或不相同；或者R1、R2间相连、并且与N 原子形成5-10元环烷基结构；F为一甲川花菁母体、三甲川花菁母体、五甲川花菁母体或七 甲川花菁母体。
[0009] 如果带取代基的烷基中碳原子个数为n，那么取代基个数为1至2n+l个。
[0010] 苯环、萘环或蒽环上的取代基为硝基，氨基，磺酸基，羟基，氨基，胺基，烷氧基、氰 基，氟，氯，溴，碘中的一种或二种以上，取代基的个数为1-5个。
[0011] 所述5-10元环烷基的环上带有0、N、S杂原子中的一种或二种以上，0、N或S的个 数为1-2个。
[0012] 所述5-10元环烷基的上不含取代基或含1-10个取代基的侧链，侧链的取代基为 硝基、氨基、磺酸基、羟基、胺基、烷氧基、氰基、氟、氯、溴、碘中的一种或二种以上。
[0013] 当F为七甲川花菁时，所述的荧光探针具有下述通式II表示的化合物：
[0014]
【权利要求】
1. 一类比率检测次氯酸的荧光探针，其特征在于：所述的荧光探针的通式为： 通式 I :R1R2N-F R1、R2分别为具有1?20个碳原子的烷基，含硝基、氨基、磺酸基、羟基、胺基、烷氧基、 氰基、氟、氯、溴、碘中的一种或二种以上的取代基的1-20个碳原子的烷基，含取代基或不 含取代基的苯环、萘环或蒽环，R1，R2可以相同或不相同；或者R1、R2间相连、并且与N原子 形成5-10元环烷基结构；F为一甲川花菁母体、三甲川花菁母体、五甲川花菁母体或七甲川 花菁母体。
2. 根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于： 如果带取代基的烷基中碳原子个数为n，那么取代基个数为1至2n+l个。
3. 根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于： 苯环、萘环或蒽环上的取代基为硝基，氨基，磺酸基，羟基，氨基，胺基，烷氧基、氰基， 氟，氯，溴，碘中的一种或二种以上，取代基的个数为1-5个。
4. 根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于： 所述5-10元环烷基的环上带有0、N、S杂原子中的一种或二种以上，0、N或S的个数为 1-2 个。
5. 根据权利要求1或4所述的荧光探针，其特征在于：所述5-10元环烷基的上不含取 代基或含1-10个取代基的侧链，侧链的取代基为硝基、氨基、磺酸基、羟基、胺基、烷氧基、 氰基、氟、氯、溴、碘中的一种或二种以上。
6. 根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于：当F为七甲川花菁时，所述的荧光探 针具有下述通式II表示的化合物：
Rl，R2同通式I ; R3为C1?C20的烷基，最佳为C1?C10的烷基； R4为C1?C20的烷基，最佳为C1?C10的烷基； R5、R6分别为H、C1?C20的烷基、磺酸基、羧基、羟基、卤素、氨基、胺基、烷氧基、环烷 基、氰基或硝基；R5、R6相同或不同； X 为 Γ, Cl' Br' Γ, HSCV, CIO，，CN' SCN' HS' NO，，H2P04' HSCV, Ac(T 或 BF"
7. 根据权利要求6所述的荧光探针，其特征在于：当R5或R6为环烷基时，与各自相 连的苯环以单键的方式连接或以并环的方式连接。
8. -种权利要求1-7任一所述的荧光探针在比率检测次氯酸中的应用，其特征在于： 通式I可对次氯酸进行定性和/或定量检测。
9. 根据权利要求8所述的荧光探针在比率检测次氯酸中的应用，其特征在于：用通式 I测定溶液体系、细胞、动物组织或动物个体中的次氯酸，其荧光波长发生位移且荧光强度 随溶液体系、细胞、动物组织或动物个体内次氯酸的含量改变，能够对溶液体系、细胞、动物 组织或动物个体中的次氯酸进行比率检测。
【文档编号】C09K11/06GK104119856SQ201310150406
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】楼张蓉, 韩克利, 李鹏 申请人:中国科学院大连化学物理研究所