一种双光子荧光探针、制备方法和在甲醛检测方面的应用技术

本发明专利技术属于甲醛检测技术领域，具体涉及一种双光子荧光探针、制备方法和在甲醛检测方面的应用。本发明专利技术中提供了一种双光子荧光探针，该双光子荧光探针采用氨基胍基作为甲醛活性识别基团，具有灵敏度高，选择性好，响应速度更快，能够应用于活体检测的特点。本发明专利技术还提供了该双光子荧光探针的制备方法，羟基四苯乙烯与N‑Boc‑溴乙胺反应，之后脱去Boc，加入S‑甲基异硫氨基脲氢碘酸盐生成产物，即为检测甲醛的荧光探针。

A two-photon fluorescence probe, its preparation and application in formaldehyde detection

【技术实现步骤摘要】
一种双光子荧光探针、制备方法和在甲醛检测方面的应用
本专利技术属于甲醛检测
，具体涉及一种采用氨基胍基团作为新型甲醛识别基团的双光子荧光探针，以及该双光子荧光探针的制备方法及其在活体组织及细胞中甲醛荧光检测领域的应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。活性羰基化合物因其致癌毒性一直受到人类的广泛关注，其种类主要包括甲醛、乙二醛、丙二醛、丙酮醛、丙烯醛等。其中，甲醛存在于人体各个部位，当其浓度出现异常时，会引起多种疾病如癌症，心脏病，神经退行性疾病等。因此，设计开发能够快速、高选择、高灵敏地检测生物体内的甲醛的技术具有重要意义。近年来，荧光探针因其操作简单、灵敏度高、选择性好和实时检测等优点，在细胞及活体组织甲醛的检测中具有独特的优势。用于检测甲醛的几种代表性的荧光探针有：以Aza-Cope重排策略构建的荧光探针(BrewerTF,ChangCJ.Anaza-copereactivity-basedfluorescentprobeforimagingformaldehydeinlivingcells[J].J.Am.Chem.Soc.2015,137,10886-10889)，以及以肼基作为甲醛识别基团的荧光探针(TangY,KongX,XuA,etal.DevelopmentofaTwo-PhotonFluorescentProbeforImagingofEndogenousFormaldehydeinLivingTissues[J].Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,3356–3359)。然而上述两类探针仍然存在一些不足之处，如检测灵敏度低、响应时间过长等。因此，开发新型的能够快速、高选择、高灵敏响应甲醛的荧光探针，仍然具有十分重要的意义。
技术实现思路
针对上述研究背景，本专利技术提供了一种可用于检测细胞内甲醛的荧光探针及其制备方法，该荧光探针以氨基胍基作为甲醛的识别基团，并且荧光探针具有双光子性能，经验证对于甲醛检测具有较高的灵敏度和响应速度，并且能够应用于活体样品中甲醛的荧光检测方式。本专利技术第一方面，提供一种双光子荧光探针，所述双光子荧光探针结构如下式所示：本专利技术第二方面，提供第一方面所述双光子荧光探针的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将羟基四苯乙烯与N-Boc-溴乙胺反应，之后脱去Boc，加入S-甲基异硫氨基脲氢碘酸盐生成产物，即为所述双光子荧光探针。优选的，所述制备方法反应过程如下：优选的，所述制备方法步骤如下：(1)向羟基四苯乙烯与N-Boc-溴乙胺溶剂体系中加入碳酸钾和18-冠醚-6，加热回流得到化合物1；(2)化合物1脱去Boc得到化合物2；(3)向化合物2的溶剂体系中加入S-甲基异硫氨基脲氢碘酸盐及三乙胺得到检测甲醛的荧光探针。进一步优选的，所述步骤(1)的具体步骤如下：将羟基四苯乙烯与N-Boc-溴乙胺溶解于乙腈中，加入碳酸钾和18-冠醚-6，加热回流10～14h，蒸干溶剂后通过色谱柱洗脱分离得到化合物1。在一些具体的实施方式中，所述洗脱剂为二氯甲烷及石油醚的混合溶液，其体积比V二氯甲烷：V石油醚＝1-5：1。在一些具体的实施方式中，所述羟基四苯乙烯、N-Boc-溴乙胺、碳酸钾、18-冠醚-6及乙腈的用量比为0.14-0.17g：0.14-0.17mL：0.11-0.14g：0.10-0.13g：4-5mL。进一步优选的，所述步骤(2)的具体步骤如下：将化合物1溶于二氯甲烷中，搅拌下滴入三氟乙酸反应1.5～2.5h。在一些具体的实施方式中，所述化合物1、二氯甲烷及三氟乙酸的比为0.16-0.20g：4-5mL：1.2-1.5mL。该投料比例有利于提高原料的转化率、提高化合物2的产率和纯度。所述步骤(2)可通过TLC点板的方式追踪反应进程，从而控制反应结束时间。进一步优选的，所述步骤(3)的具体操作如下：将化合物2、S-甲基异硫氨基脲氢碘酸盐溶于无水乙醇，并加入三乙胺，之后75～85℃回流3.5～4.5h,旋干，残余物通过色谱柱纯化，得到所述双光子荧光探针。本专利技术第三方面，提供双光子荧光探针在甲醛检测领域的应用。优选的，所述甲醛检测包括活体样品中的甲醛检测，包括具有生命的个体，活体组织及细胞等。更为具体的，该荧光探针可应用于甲醛相关疾病诊断试剂、试剂盒的开发，或应用于食物原料中甲醛残留的检测，如水发食品等。本专利技术第四方面，提供一种样品中甲醛的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：向待测样品中加入所述双光子荧光探针的缓冲液进行孵育，孵育结束后洗去多余的探针，通过显微成像拍摄并测量待测样品中的荧光强度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术中提供的荧光探针具有双光子性能，对于甲醛检测的灵敏度较高，响应速度快，应用于活体组织检测对样品的伤害小并且穿透力强，成像效果清晰。并且，该双光子荧光探针的响应速度快，不需要长时间的孵育即可进行检测。2.经本专利技术研究验证，该双光子荧光探针具有较高的选择性，其他生物活性分子存在的情况下不干扰本专利技术中双光子荧光探针的检测。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为实施例3中探针与甲醛荧光响应光谱图。图2为实施例3中480nm处探针荧光强度与甲醛浓度的线性关系图。图3为实施例3中探针对甲醛的响应动力学曲线图。图4为实施例3中探针对甲醛的选择性实验结果。图5为实施例3中探针对HepG2细胞染色图；其中，图5(1)为细胞荧光染色照片图；图5a为亚硫酸氢钠清除内源甲醛的细胞染色图；图5b为空白组细胞染色图；图5c为甲醛处理组细胞染色图；图5d为甲醛处理组细胞染色图；图5(2)为HepG2细胞中平均荧光强度输出图。图6为实施例3中小鼠腿部组织荧光照片图；其中，图6A为正常腿部组织；图6B为LPS刺激产生炎症反应的腿部组织。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，针对现有技术中存在的不足，本专利技术提出了一种双光子荧光探针、该探针的制备方法，及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双光子荧光探针，其特征在于，所述荧光探针结构如下式所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种双光子荧光探针，其特征在于，所述荧光探针结构如下式所示：





2.权利要求1所述双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将羟基四苯乙烯与N-Boc-溴乙胺反应，之后脱去Boc，加入S-甲基异硫氨基脲氢碘酸盐生成产物，即为所述双光子荧光探针。


3.如权利要求2所述双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述制备方法反应过程如下：





4.如权利要求3所述双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
(1)向羟基四苯乙烯与N-Boc-溴乙胺溶剂体系中加入碳酸钾和18-冠醚-6，加热回流得到化合物1；
(2)化合物1脱去Boc得到化合物2；
(3)向化合物2的溶剂体系中加入S-甲基异硫氨基脲氢碘酸盐及三乙胺得到检测甲醛的荧光探针。


5.如权利要求4所述双光子荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体步骤如下：将羟基四苯乙烯与N-Boc-溴乙胺溶解于乙腈中，加入碳酸钾和18-冠醚-6，加热回流10～14h，蒸干溶剂后通过色谱柱洗脱分离得到化合物1；
优选的，所述洗脱剂为二氯甲烷与石油醚的混合溶液，其体积比为V二氯甲烷：V石油醚＝1-5：1；
优选的，所述羟基四苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：解希雷，苏幸幸，唐波，王栩，张建，焦晓云，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37