一种荧光探针及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种用于检测羟基自由基和黏度的双功能荧光探针及其制备方法与应用。所述荧光探针的结构如式I所示，其中n为1‑6的整数，R为C1‑6烷基。本发明专利技术提供的双功能荧光探针，可同时在两个独立的分析波长范围内对羟基自由基和黏度进行高灵敏度、高选择性的检测。此外，本发明专利技术提供的双功能荧光探针性质稳定，制备方法简便，可大批量生产，在食品、环境、生物等领域中有着巨大的应用前景。

A fluorescent probe and its preparation method and Application

The invention relates to a bifunctional fluorescent probe for detecting hydroxyl radical and viscosity, a preparation method and application thereof. The structure of the fluorescent probe is shown in formula I, where n is an integer of 1_6 and R is C1_6 alkyl. The dual-function fluorescent probe provided by the invention can simultaneously detect hydroxyl radicals and viscosities in two independent analytical wavelength ranges with high sensitivity and selectivity. In addition, the dual-function fluorescent probe provided by the invention has stable properties, simple preparation method, and can be produced in large quantities. It has great application prospects in the fields of food, environment and biology.

【技术实现步骤摘要】
一种荧光探针及其制备方法与应用
本专利技术涉及生化分析
，具体涉及一种荧光探针及其制备方法与应用。
技术介绍
羟基自由基是一种反应活性极高的活性氧物种，在细胞内，它可以损伤蛋白质、DNA、脂类等重要生物分子，进而影响细胞的正常生理功能，引发一系列疾病，如动脉硬化、神经退行性疾病、癌症等。羟基自由基具有反应活性高，寿命短(纳秒级)，扩散距离短(纳米级)等特点。因此，实际应用过程中对羟基自由基探针的分析灵敏度和选择性要求极高。目前市场上的羟基自由基探针主要有：基于氧化反应的APF，HPF，CM-H2DCFDA等；基于自由基自旋捕获的Proxylfluorescamine，TEMPO-9-AC等。但是这些探针往往受到其他活性氧物种(如过氧化氢、次氯酸、过氧亚硝基)的氧化性干扰，或者需要额外加入对生物体有毒害作用的二甲基亚砜(DMSO)。另外，细胞质黏度是影响细胞功能的重要指标，可以调控细胞内部生理活性物种扩散和信号传递的速率。因此检测细胞内羟基自由基的产生及黏度的改变均具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于检测羟基自由基和黏度的双功能荧光探针及其制备方法与应用。为此，第一方面，本专利技术提供了一种荧光探针，其结构如式I所示，其中，n为1-6的整数，R为C1-6烷基。进一步，n为2-4的整数。进一步，R为-CH3或-CH2CH3。进一步，所述荧光探针的结构如式II所示，第二方面，本专利技术提供了所述荧光探针的制备方法，包括，由式III和式IV所示化合物在有机溶剂中，经碱催化缩合，得到式I所示荧光探针，其中，n和R的定义与所述荧光探针中的定义相同。进一步，式III所示化合物具体可为式V所示化合物，式IV所示化合物具体可为式VI所示化合物，制备得到式II所示荧光探针，进一步，所述制备方法中，所述有机溶剂可为乙酸酐、乙醇和甲苯中的至少一种，优选为乙酸酐。进一步，所述碱可为乙酸钠、碳酸钾和吡啶中的至少一种，优选为乙酸钠。进一步，所述缩合反应的反应温度可为20-100℃，具体可为60℃；所述缩合反应的反应时间可为1-5h，具体可为3h。第三方面，本专利技术提供所述荧光探针在羟基自由基检测中的应用。具体地，通过检测所述荧光探针在652nm波长处的荧光响应强度以测定羟基自由基。第四方面，本专利技术提供所述荧光探针在黏度值检测中的应用。具体地，通过检测所述荧光探针在520nm波长处的荧光响应强度以测定粘度值。第五方面，本专利技术提供所述荧光探针在同时检测羟基自由基和粘度值中的应用。具体地，通过检测所述荧光探针在652nm波长处的荧光响应强度以测定羟基自由基；和，通过检测所述荧光探针在520nm波长处的荧光响应强度以测定粘度值。本专利技术提供的羟基自由基和黏度的双功能荧光探针具有以下特征和优点：1)探针在低黏度介质呈现出弱荧光，最大发射波长为520nm；2)探针在520nm处的荧光可随着介质黏度的增大而增强，同时不受介质极性和pH值的影响；3)探针可在近红外波长(652nm)区域对羟基自由基进行特异性的荧光打开响应，不受其他活性氧物种或生理活性物种的干扰；4)探针可以在两个独立的波长段对羟基自由基和黏度进行同时检测；5)水溶性好，使用中可避免引入对生物体有毒害作用的有机溶剂；6)制备方法简单，可大批量生产，且易于储存。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在附图中：图1为式II所示荧光探针对不同浓度Fenton试剂的荧光响应图。图2为式II所示荧光探针对Fenton试剂在652nm波长处的荧光响应强度与Fenton试剂浓度的线性关系图。图3为式II所示荧光探针对不同黏度值的荧光响应图。图4为式II所示荧光探针对黏度值在520nm波长处的荧光响应强度的对数与黏度值的对数的线性关系图，其关系符合-Hoffmann方程。图5为式II所示荧光探针对HT-1080细胞的荧光成像图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。实施例1式II所示荧光探针的制备本实施例提供了式II所示荧光探针的制备方法，其合成路线如下：具体步骤如下：将式V所示化合物(562mg，2mmol)、式VI所示化合物(164mg，1mmol)和乙酸钠(100mg)溶于5mL无水乙酸酐中，在60℃下搅拌3h。冷却后，将此反应液减压蒸干，将得到的粗产品用柱层析分离(硅胶G，200-300目)，CH2Cl2/MeOH/TFA(100:15:0.5,v/v/v)作洗脱剂，提纯得到最后产物(586mg,85％)，产品为黄色固体，即为式II所示荧光探针，将制备得到的荧光探针用于实施例2-4中。1HNMR(300MHz,298K,CD3OD):δ8.67-8.58(m,4H),8.06-8.01(m,4H),7.84-7.81(m,2H),7.70-7.67(m,4H),7.64-7.59(m,1H),4.97(t,4H,J＝7.5Hz),4.09(s,3H),3.06(t,4H,J＝7.5Hz),2.45(s,4H),1.92(s,12H).13CNMR(75MHz,298K,DMSO-d6):δ182.3,160.9,145.9,144.4,141.3,134.5,130.4,129.8,129.0,126.3,123.6,116.2,115.8,65.5,63.3,52.9,47.7,26.5,25.4.HR-ESI-MS:m/zcalcd.forprobe1(C35H42N2O7S2,[M-H]-),689.2360；found,689.2361.实施例2式II所示荧光探针在磷酸缓冲液中测定羟基自由基在5mL的测试管中加入3mL20mM的磷酸缓冲液，接着加入适量体积的荧光探针水溶液(1mM)，使最终的探针浓度为10μM，最后加入一系列不同浓度的Fenton试剂(可产生羟基自由基)。反应30min后，在荧光分光光度计上测量反应溶液的荧光强度，激发光波长为590nm。图1为式II所示荧光探针对不同浓度Fenton试剂的荧光响应图，由图1可知，随着Fenton试剂浓度的增大，652nm波长处的荧光逐渐增强；图2为以652nm处的荧光强度为纵坐标，Fenton试剂浓度为横坐标作图，得到荧光强度与Fenton试剂浓度的关系，由图2可知，在0-30μM范围内，荧光强度与Fenton试剂浓度呈现出良好的线性关系。实施例3式II所示荧光探针测定不同体积比的甲醇-甘油混合液的黏度将一系列不同体积比的甲醇-甘油混合液加入测试管中，再加入适量体积的荧光探针甲醇溶液(1mM)，使最终的探针浓度为10μM。将上述溶液置于摇床上，持续匀速摇晃1h使溶液充分混合，之后再静置30min使气泡消除。在荧光分光光度计上测量溶液的荧光强度，激发光波长为400nm。图3为式II所示荧光探针对不同黏度值的荧光响应图，由图3可知，随着黏度值的增大，波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的结构如式I所示，

【技术特征摘要】
1.一种荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的结构如式I所示，其中，n为1-6的整数，R为C1-6烷基。2.如权利要求1所述荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的结构如式II所示，3.如权利要求1所述荧光探针的制备方法，包括，由式III和式IV所示化合物在有机溶剂中，经碱催化缩合，制备得到式I所示荧光探针，其中，n为1-6的整数，R为C1-6烷基。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，式III所示化合物为式V所示化合物，式IV所示化合物为式VI所示化合物，制备得到式II所示荧光探针，5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：马会民，李洪玉，李晓花，史文，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11