一种基于丙二醛响应的近红外分子探针、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于丙二醛响应的近红外分子探针、制备方法及其应用，本发明专利技术提供了基于丙二醛响应的近红外分子探针，以氧杂蒽衍有机染料为母体结构，含有吸电子基团硝基和丙二醛反应位点苯甲酰肼基，通过邻硝基苯甲酰肼的肼基与MDA的亲核反应改变分子共轭程度，导致吸光度的变化来实现MDA的检测。本发明专利技术提供了所述分子探针的应用，制备了一种用于MDA检测和成像的纳米探针NPs，这种纳米探针以近红外吸收的CS

【技术实现步骤摘要】
一种基于丙二醛响应的近红外分子探针、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于生物传感器
，涉及一种基于丙二醛(MDA)响应的分子探针、制备方法及其应用，具体涉及一种用于检测氧化应激生物标志物MDA的分子探针、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]活性氧(ROS)与脂质的特定反应通常被称为“脂质过氧化”。脂质的非酶促脂质自氧化或过氧化是一种自由基驱动的链式反应，其中ROS引发多不饱和脂肪酸(PUFA)的氧化。此外，PUFA的持续大量氧化和消耗可能会改变膜的流动性和结构，并增加膜的渗透性，最终导致膜完整性的丧失。丙二醛(MDA)、4
‑
羟基壬烯醛(4
‑
HNE)和F2
‑
异前列腺素是被广泛接受的氧化应激生物标志物，即脂质过氧化的终产物，其中MDA被认为是脂质过氧化氢分解脂质自氧化和过氧化的重要反应性有毒醛类生物标志物。MDA与DNA和蛋白质的相互作用表明MDA具有致突变性和致癌性。MDA引起的蛋白质变性和DNA损伤通常与多种人类疾病有关，如白血病、糖尿病、癌症、心血管疾病、哮喘和肝脏疾病。
[0003]现有技术中，大部分检测MDA的方法，包括2
‑
硫代巴比妥酸(TBA)测定、质谱和拉曼光谱，都需要对生物样品进行破坏性制备；另一方面，已经有一些荧光探针能够检测MDA，但这些荧光探针由于波长较短(＜600nm)，导致这些探针仅限于细胞成像，这大大削弱了体内实际应用的有效性。目前还没有能够用于活体成像的MDA探针，主要原因是现有的MDA探针波长不足，限制了在活体成像的应用。因此，迫切需要开发一种在活体水平高特异性检测MDA的有效方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于丙二醛响应的近红外分子探针(CS
‑
R)、制备方法及其应用，在CS
‑
R基础上合成了纳米探针NPs，所得纳米探针NPs可用于MDA检测和活体成像，此过程的吸光度和荧光信号的变化可以实现对MDA的检测与成像，并且具有灵敏度高和特异性好的优势。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种基于丙二醛响应的近红外分子探针(CS
‑
R)，其结构如式I所示：
[0007][0008]其中，R基团的结构式采用式II中的任意一种：
[0009][0010]优选的方案，所述近红外分子探针(CS
‑
R)由硝基罗丹明酰肼结构为母体，通过共价连接R基团调控波长，利用邻硝基苯甲酰肼结构与丙二醛发生亲核加成反应，生成邻硝基苯甲酰吡唑结构，使得硝基罗丹明母核共轭结构开启，在600～1000nm波长范围出现明显吸收信号。
[0011]优选的方案，所述近红外分子探针(CS
‑
R)的检测pH≤6.5。
[0012]优选的方案，所述CS
‑
MDA的制备过程如下：
[0013](1)在冰浴中将环己酮滴加到浓H2SO4中，在搅拌下加入化合物1(2
‑
(4
‑
(二乙氨基)
‑2‑
羟基苯甲酰基)
‑6‑
硝基苯甲酸)，将反应混合物剧烈搅拌，在加热条件下进行反应，然后倒入冰水中，然后将沉淀物过滤并用水和石油醚快速洗涤，得到化合物2(9
‑
(2
‑
羧基
‑3‑
硝基苯基)
‑6‑
(二乙氨基)
‑
1,2,3,4
‑
四氢黄嘌呤)；
[0014](2)将化合物2和化合物3((E)
‑
N
‑
(2
‑
(1
‑
乙基
‑
3,3
‑
二甲基吲哚
‑2‑
基)乙烯基)苯胺)溶解在含有AcOH的Ac2O中，将所得混合物在保温条件下进行反应，随后将反应体系用饱和食盐水和二氯甲烷萃取，纯化残余物，得到CS
‑
NO2；
[0015](3)在室温下将CS
‑
NO2加入到二氯甲烷中，将水合肼(N2H4·
H2O)和苯并三唑
‑1‑
基
‑
氧三吡咯烷鏻六氟磷酸盐(PyBOP)添加到该系统中，将溶液在室温下搅拌过夜，然后将溶液浓缩，残余物纯化处理，得到所述CS
‑
MDA；
[0016]合成路线如下所示：
[0017][0018]进一步，所述CS
‑
MDA的制备过程如下：
[0019](1)在冰浴中将环己酮滴加到浓H2SO4中，在搅拌下加入化合物1，将反应混合物剧烈搅拌，并在60～100℃加热0.5～6小时，然后倒入冰水中，然后将沉淀物过滤并用水和石油醚快速洗涤，得到化合物2；
[0020](2)将化合物2和化合物3溶解在含有AcOH的Ac2O中，然后将混合物反应加热至40～70℃保持30～120分钟，随后将反应体系用饱和食盐水和二氯甲烷萃取2～6次，通过硅胶色谱法用二氯甲烷/甲醇作为洗脱剂纯化残余物，得到绿色固体CS
‑
NO2；
[0021](3)在室温下将CS
‑
NO2加入到二氯甲烷中，将水合肼和苯并三唑
‑1‑
基
‑
氧三吡咯烷鏻六氟磷酸盐添加到该系统中，将溶液在室温下搅拌过夜，然后将溶液浓缩，残余物通过硅胶色谱法纯化，用乙酸乙酯作为洗脱剂，得到橙黄色固体CS
‑
MDA。
[0022]更进一步，步骤(1)中，环己酮与浓H2SO4的体积比为1:5～20，浓H2SO4为质量分数为98.3％；化合物1与环己酮的质量体积比为1:0.5～2g/ml。
[0023]更进一步，步骤(2)中，化合物2和化合物3的摩尔比为1:1～2，洗脱剂中二氯甲烷/甲醇的体积比为50/1～10/1。
[0024]更进一步，步骤(3)中，CS
‑
NO2与二氯甲烷的质量体积比为3～3.2：1mg/ml；苯并三唑
‑1‑
基
‑
氧三吡咯烷鏻六氟磷酸盐和水合肼的质量体积比为1：4～6mg/μL。
[0025]本专利技术还提供基于丙二醛响应的近红外分子探针(CS
‑
R)的应用，以近红外分子探针(CS
‑
R)为基础合成纳米探针NPs，所述纳米探针NPs由近红外分子探针(CS
‑
R)和两亲聚合物DSPE
‑
PEG
2000
自组装而成，该纳米探针NPs为球形结构，所述近红外分子探针(CS
‑
R)为核心，所述两亲聚合物DSPE
‑
PEG
2000
为表面修饰层；
[0026]所述近红外分子探针(CS
‑
R)包括CS...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于丙二醛响应的近红外分子探针(CS
‑
R)，其特征在于，其结构如式I所示：其中，R基团的结构式采用式II中的任意一种：2.根据权利要求1所述基于丙二醛响应的近红外分子探针，其特征在于，所述近红外分子探针(CS
‑
R)由硝基罗丹明酰肼结构为母体，通过共价连接R基团调控波长，利用邻硝基苯甲酰肼结构与丙二醛发生亲核加成反应，生成邻硝基苯甲酰吡唑结构，使得硝基罗丹明母核共轭结构开启，在600～1000nm波长范围出现明显吸收信号。3.根据权利要求1所述基于丙二醛响应的近红外分子探针，其特征在于，所述近红外分子探针(CS
‑
R)的检测pH≤6.5。4.根据权利要求1所述基于丙二醛响应的近红外分子探针的制备方法，其特征在于，所述CS
‑
MDA的制备过程如下：(1)在冰浴中将环己酮滴加到浓H2SO4中，在搅拌下加入化合物1(2
‑
(4
‑
(二乙氨基)
‑2‑
羟基苯甲酰基)
‑6‑
硝基苯甲酸)，将反应混合物剧烈搅拌，在加热条件下进行反应，然后倒入冰水中，然后将沉淀物过滤并用水和石油醚快速洗涤，得到化合物2(9
‑
(2
‑
羧基
‑3‑
硝基苯基)
‑6‑
(二乙氨基)
‑
1,2,3,4
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四氢黄嘌呤)；(2)将化合物2和化合物3((E)
‑
N
‑
(2
‑
(1
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乙基
‑
3,3
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二甲基吲哚
‑2‑
基)乙烯基)苯胺)溶解在含有AcOH的Ac2O中，将所得混合物在保温条件下进行反应，随后将反应体系用饱和食盐水和二氯甲烷萃取，纯化残余物，得到CS
‑
NO2；
(3)在室温下将CS
‑
NO2加入到二氯甲烷中，将水合肼(N2H4·
H2O)和苯并三唑
‑1‑
基
‑
氧三吡咯烷鏻六氟磷酸盐(PyBOP)添加到该系统中，将溶液在室温下搅拌过夜，然后将溶液浓缩，残余物纯化处理，得到所述CS
‑
MDA；合成路线如下所示：5.根据权利要求4所述基于丙二醛响应的近红外分子探针的制备方法，其特征在于，所述CS
‑
MDA的制备过程如下：(1)在冰浴中将环己酮滴加到浓H2SO4中，在搅拌下加入化合物1，将反应混合物剧烈搅拌，并在60～100℃加热0.5～6小时，然后倒入冰水中，然后将沉淀物过滤并用水和石油醚快速洗涤，得到化合物2；(2)将化合物2和化合物3溶解在含有AcOH的Ac2O中，然后将混合物反应加热至40～70℃保持30～120分钟，随后将反应体系用饱和食盐水和二氯甲烷萃取2～6次，通过硅胶色谱法用二氯甲烷/甲醇作为洗脱剂纯化残余物，得到绿色固体CS
‑
NO2；(3)在室温下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓兵，马原，宋国胜，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：