一类双光子荧光探针对癫痫脑内次氯酸特征成像的荧光探针设计及其合成方法技术

本发明专利技术属于分子生物学、医学等领域，尤其涉及本发明专利技术涉及一类以喹啉为母核的针对癫痫脑内次氯酸动态变化特征成像的荧光探针的设计及合成方法。荧光探针化合物结构如下式所示：。。

【技术实现步骤摘要】
一类双光子荧光探针对癫痫脑内次氯酸特征成像的荧光探针设计及其合成方法


[0001]本专利技术属于分子生物学、医学等领域，尤其涉及本专利技术涉及一类以喹啉为母核的针对癫痫脑内次氯酸动态变化特征成像的荧光探针的设计及合成方法及应用说明书。

技术介绍

[0002]荧光成像已被广泛应用于生物医学和临床诊断领域，小分子探针是通过荧光检测和/或成像监测特定细胞过程的强大工具。这些分子探针在响应特定分析物或环境时会改变其荧光发射。它们已广泛应用于细胞成像、药物筛选和医学治疗等多个领域。基于小分子探针的检测方法具有特定的优势，包括：具有良好灵敏度和选择性的可测量荧光发射、细胞和动物成像中的空间和时间分辨率以及易于获取的荧光团。与无机荧光探针相比，有机荧光探针具有安全性高、生物相容性好、光学稳定性强等优点。因此有机荧光探针辅助的荧光成像可为研究者提供生物样品的结构和动态信息，是当前光学、化学、生物医学等多学科交叉研究领域的热点。结合单光子(OP)探针和单光子显微镜(OPM)是针对各种生物分子和细胞器的最常用工具。常见的荧光团包括香豆素、BODIPY、荧光素和罗丹明，已用于使用适当的设计策略构建OP探针。这些荧光团通常由OPM使用紫外
‑
可见光激发波长(350
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650nm)激发。因此， OP探针在实际应用中受到限制。主要原因包括：(1)短波长激发光限制了生物样品中的穿透深度；(2)光漂白，使探头不适合长时间成像；(3)对生物样品的光损伤；(4)来自干扰荧光信号的生物物种的自发荧光。双光子激发荧光(TPEF)可以在不同程度上克服OPM的这些问题。值得注意的是，表现出TPEF的荧光团通常表现出单光子激发荧光(OPEF)。最常用的OP荧光团的激发光谱在400到500nm范围内，而使用双光子显微镜(TPM)激发相同荧光团的波长在800到1000nm之间。因此，TPM减少了光漂白并增加了渗透深度，并提供了比OPM更高的空间分辨率。
[0003]癫痫(epilepsy)即俗称的“羊角风”或“羊癫风”，是大脑神经元突发性异常放电，导致短暂的大脑功能障碍的一种慢性疾病。据中国最新流行病学资料显示，国内癫痫的总体患病率为 7.0
‰
，年发病率为28.8/10万，1年内有发作的活动性癫痫患病率为4.6
‰
。据此估计中国约有900万左右的癫痫患者，其中500～600万是活动性癫痫患者，同时每年新增加癫痫患者约 40万，在中国癫痫已经成为神经科仅次于头痛的第二大常见病。癫痫在我国农村地区的死亡率也居高不下。
技术实现思路

[0004]专利技术目的：
[0005]1.提供一个对次氯酸响应的新化合物，以开发一种新的小分子荧光探针。
[0006]2.提供上述小分子荧光探针的制备方法。
[0007]3.提供该探针检测癫痫内环境中次氯酸(HClO)浓度的初步应用。
[0008]技术方案：HClO小分子荧光探针HCOP的合成与表征：
[0009]探针HCOP的结构式：
[0010][0011]探针HCOP的合成过程：
[0012][0013]化合物2：二氧化硒(5g，36mmol)在1，4
‑
二氧六环/水(200mL/20mL)中的混合物在80℃加热30分钟，然后加入化合物1(5g，23mmol)并80℃回流，4h。反应结束后，冷却至室温后，混合物通过硅藻土过滤，然后用少量二氯甲烷多次冲洗滤渣。滤液通过减压浓缩得到粗产物，经硅胶柱纯化(PE∶EA＝6∶1v/v)得到相应的化合物2，为黄色固体(1.5克，产率：30％)。
[0014]化合物3：将碳酸铯(2.7g，8.28mmol)、2，2
′
双(二苯基膦)
‑
1，1
′‑
联萘(0.119g，0.019mmol)和乙酸钯(II)(0.057g，0.0255mmol)溶解在溶液中甲苯(5mL)，然后加入化合物2(1.5g， 5.67mmol)和哌啶(12.3mmol)，并将反应进一步在100℃回流6h。冷却至室温后，溶液用硅藻土过滤，乙酸乙酯萃取，减压浓缩。所得残余物通过硅胶柱色谱法(PE∶EA＝6∶1v/v)纯化以获得所需化合物3。(338.3mg，产率：22.1％)。1HNMR(600MHz，DMSO
‑
d6)δ10.01(s， 1H)，8.23(d，J＝8.5Hz，1H)，7.98(d，J＝9.4Hz，1H)，7.83(d，J＝8.5Hz，1H)，7.73(dd，J＝9.4，2.8 Hz，1H)，7.24(d，J＝2.8Hz，1H)，3.44(t，J＝5.0Hz，4H)，1.67
‑
1.60(m，J＝4.8Hz，6H).
[0015]化合物4：将化合物3(360mg，1.5mmol溶解于10mL无水乙醇中，并加入对甲基苯乙酮(201mg， 1.5mmol)，催化量的哌啶加入其中并于80℃回流6h，TLC监测反应进行，结束后，冷却至室温，减压浓缩。所得残余物通过硅胶柱色谱法纯化。得到化合物4.(438.2mg，81％)。1H NMR(500MHz，Chloroform
‑
d)δ8.05(dd，J＝7.5，1.5Hz，1H)，7.99
‑
7.93(m，2H)，7.74(dd，J＝ 7.5，0.7Hz，1H)，7.75
‑
7.65(m，1H)，7.59
‑
7.52(m，1H)，7.44(d，J＝7.4Hz，1H)，7.31
‑
7.25(m， 2H)，7.10(t，J＝1.7Hz，1H)，6.93(dd，J＝7.5，1.5Hz，1H)，3.45
‑
3.38(m，4H)，2.42(d，J＝0.9Hz， 3H)，1.73
‑
1.57(m，6H).
[0016]化合物4：二氧化硒(250mg，1.8mmol)在1，4
‑
二氧六环/水(20mL/2mL)中的混合物在80℃加热30分钟，然后加入化合物4(427.4mg，1.2mmol)并80℃回流，4h。反应结束后，冷却至室温后，混合物通过硅藻土过滤，然后用少量二氯甲烷多次冲洗滤渣。滤液通过减压浓
缩得到粗产物，通过硅胶柱色谱法纯化。得到化合物5.(323.3mg，72.8％).1H NMR(500MHz， Chloroform
‑
d)δ9.94(s，1H)，8.10(dd，J＝7.5，1.5Hz，1H)，8.07
‑
8.01(m，2H)，8.01
‑
7.95(m， 2H)，7.74(d，J＝7.4Hz，1H)，7.68(d，J＝15.1Hz，1H)，7.58
‑
7.52(m，1H)，7.44(d，J＝7.5Hz， 1H)，7.08(t，J＝1.4Hz，1H)，6.93(dd，J＝7.5，1.5Hz，1H)，3.46
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对次氯酸响应的荧光探针，其特征在于具有通式I所示的结构：。2.权利要求1所述的用于检测次氯酸的荧光探针的制备方法，其特征是它由以下步骤组成：步骤1：二氧化硒(5g，36mmol)在1，4
‑
二氧六环/水(200mL/20mL)中的混合物在80℃加热30分钟，然后加入化合物1(5g，23mmol)并80℃回流，4h。反应结束后，冷却至室温后，混合物通过硅藻土过滤，然后用少量二氯甲烷多次冲洗滤渣。滤液通过减压浓缩得到粗产物，经硅胶柱纯化(PE∶EA＝6∶1v/v)得到相应的化合物2，为黄色固体(1.5克，产率：30％)；步骤2：将碳酸铯(2.7g，8.28mmol)、2，2
′
双(二苯基膦)
‑
1，1
′‑
联萘(0.119g，0.019mmol)和乙酸钯(II)(0.057g，0.0255mmol)溶解在溶液中甲苯(5mL)，然后加入化合物2(1.5g，5.67mmol)和哌啶(12.3mmol)，并将反应进一步在100℃回流6h。冷却至室温后，溶液用硅藻土过滤，乙酸乙酯萃取，减压浓缩。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠长，王学傲，刘雅妮，雷德维，
申请(专利权)人：南京大学人工智能生物医药技术研究院，
类型：发明
国别省市：