【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物探针，具体涉及一类以烯丙基乙酰基为识别基团的过氧环丁烷化学发光探针，还涉及其制备方法，以及化学发光探针在生物硫醇检测方面的应用，属于生物传感。
技术介绍
1、生物硫醇如半胱氨酸(cys)、谷胱甘肽(gsh)和同型半胱氨酸(hcy)是含有巯基的重要小氨基酸，它们在许多生理和病理过程中发挥着至关重要的作用，如可逆的氧化还原稳态、组织生长和人体代谢。生物硫醇的数量与许多疾病有关。因此，生物硫醇的非侵入性和高灵敏度检测方法对于阐明各种生物功能至关重要。
2、为了实现生物环境中的实时监测，荧光和生物发光等光学成像方法作为非侵入性监测工具受到了极大的关注。已经报道了许多荧光生物硫醇探针，并成功应用于监测活细胞和体内的生物硫醇水平。然而，荧光成像需要激发光源，由于潜在的光毒性和自发荧光和光散射导致的检测灵敏度降低，限制了荧光探针的能力。近十年来，化学发光系统越来越被认为是荧光系统的替代方法。
3、化学发光探针已广泛用于活体生物组织中目标分子的成像检测。其机理是：探针被激活后，分子内的高能化学键断裂并释放能量，进一步刺激染料分子发光。化学发光探针的最大优点是不需要额外的激发光源，有效地避免了生物组织中的光吸收、自发荧光和光散射等问题。已有的针对小分子生物硫醇检测的化学发光探针大大提高了检测的灵敏度和信噪比，但是波长均局限在550nm左右的可见光区(例如：acs sensors 2019,4(1),87-92；anal.chem.2023,95(35),13191-13200；acs appl.mat
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的第一个目的是在于提供一种化学发光探针，其以乙酰基氮杂环作为吸电子基团、过氧环丁烷作为发光基团、烯丙基乙酰基作为生物硫醇识别基团，同时通过在烯丙基乙酰基的烯烃末端引入不同种类的吸电子基团来改变探针对于生物硫醇的反应活性，其具有生物组织光吸收或自身光强度小、对生物组织穿透能力较强、成像信噪比、分辨率较高以及高选择性识别生物硫醇等特点，可以用于活体中生物硫醇的高选择性、高灵敏度成像。
2、本专利技术的第二个目的是在于提供一种化学发光探针的制备方法，该方法步骤简单，条件温和，收率高，原料易得，成本低廉，有利于大规模生产。
3、本专利技术的第三个目的是在于提供一种化学发光探针作为分子探针在检测生物硫醇中的应用，基于化学发光探针生物组织光吸收或自身光强度小、对生物组织穿透能力较强、成像信噪比、分辨率较高、选择性强等特点，将其应用于活体内的生物硫醇检测，具有高选择性、高灵敏度、低生物毒性等优点。
4、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种化学发光探针，其具有式1结构：
5、
6、其中，
7、r'为氮杂环类基团；
8、r为氢、c1～c5烷基、c1～c5烷氧基、c2～c6酯基、c1～c6脂肪胺基、c1～c5脂肪醇基、卤素取代基、c1～c5卤代烷基、氰基、磺酸基、芳杂环基、苯基或取代苯基；
9、所述取代苯基的苯环上至少包含c1～c5烷基、c1～c5烷氧基、c2～c6脂肪酰基、c1～c6脂肪胺基、氨基、卤素取代基、c1～c5卤代烷基、氰基、磺酸基中一种取代基。
10、本专利技术的化学发光探针具有特殊的分子结构，其同时包含了生物硫醇识别基团、过氧环丁烷基团以及具有极性共轭基团，其中，以在烯烃末端被各种吸电子基团取代的丙烯酰基衍生物作为生物硫醇识别基团，赋予其对生物硫醇的高选择性识别能力，而过氧环丁烷基团作为化学发光核心骨架，同时引入共轭系数更大的基团来延长其发射波长，使其具有生物组织光吸收或自身光强度小等特点，而极性的氮杂环基团使其对生物组织穿透能力较强；总的来说，整个化学发光探针表现出：生物组织光吸收或自身光强度小、对生物组织穿透能力较强、成像信噪比、分辨率较高以及高选择性识别生物硫醇等特点，可以用于细胞或其他活体中生物硫醇的高选择性、高灵敏度成像。
11、作为一个优选的方案，式1中，r'为氮杂环基团，可以为五元氮杂环或六元氮杂环，更优选为含吡啶环的极性较强的吡啶基团、喹啉基团、菲啶基团或邻菲啰啉基团。
12、作为一个优选的方案，r为氢、c1～c5烷基(碳原子数为3以上的烷基可以为带支链的烷基，也可以为直链烷基)、c1～c5烷氧基(烷氧基中碳原子数为3以上的烷基可以为支链烷基也可以为直链烷基)、c2～c6酯基(具体例如甲酸甲酯基、乙酸甲酯基等等)、c1～c6脂肪胺基(胺基可以为伯胺基、也可以为仲胺基，胺基上的脂肪烃取代基为烷基取代基，具体例如甲基、乙基等等)、c1～c5脂肪醇基(脂肪醇基为含有羟基取代基的烷基，具体例如甲醇基)、卤素取代基(具体例如氟取代基、氯取代基等等)、c1～c5卤代烷基(卤代烷基为含有卤素取代基的烷基，卤素取代基为氟取代基、氯取代基等等，具体例如全氟烷基)、氰基、磺酸基、芳杂环基(芳杂环为包含氮、氧、硫等杂原子的五元或六元芳杂环，具体例如噻吩、吡啶等等)、苯基或取代苯基(取代苯基为苯环上含有小分子取代基团，所述取代苯基的苯环上至少包含c1～c5烷基、c1～c5烷氧基、c2～c6脂肪酰基、c1～c6脂肪胺基、氨基、卤素取代基、c1～c5卤代烷基、氰基、磺酸基中一种取代基)。
13、进一步优选的方案，r为氢、甲基、乙基、丁基、甲酸甲酯基、n,n’-二甲基、甲醇基、甲酰胺基、甲氧基、氟取代基、氯取代基、溴取代基、二氟甲基、三氟甲基、氰基、磺酸基、吡啶基、噻吩基、吗啉基、苯基、对甲苯基、对氨基苯基、对(n,n’-二甲基)苯基、对叔丁基苯基、对甲氧基苯基、对氟苯基、对三氟甲苯基、对氰基苯基或对乙酰基苯基。最优选的r为吸电子基团。
14、作为一个最优选的方案，式1中，r为三氟甲基，且r'为
15、本专利技术还提供了一种化学发光探针的制备方法，其包括以下步骤：
16、1)将式2结构化合物与式3结构化合物通过酯化反应，得到式4结构化合物；
17、2)将式4结构化合物与氧气进行过氧化反应，即得；
18、
19、其中，
20、r'为氮杂环类基团；
21、r为氢、c1～c5烷基、c1～c5烷氧基、c2～c6酯基、c1～c6脂肪胺基、c1～c5脂肪醇基、卤素取代基、c1～c5卤代烷基、氰基、磺酸基、芳杂环基、苯基或取代苯基；所述取代苯基的苯环上至少包含c1～c5烷基、c1～c5烷氧基、c2～c6脂肪酰基、c1～c6脂肪胺基、氨基、卤素取代基、c1～c5卤代烷基、氰基、磺酸基中一种取代基；x为卤素取代基(具体例如氯取代基)。
22、作为一个优选的方案，式2～式4中，r'为吡啶基团、喹啉基团、菲啶基团或邻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种化学发光探针，其特征在于：具有式1结构：
2.根据权利要求1所述的一种化学发光探针，其特征在于：
3.权利要求1或2所述的一种化学发光探针的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种化学发光探针的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求3或4所述的一种化学发光探针的制备方法，其特征在于：所述酯化反应的条件为：在三乙胺催化作用下，在-5℃～5℃温度下，反应0.5～1h。
6.根据权利要求3所述的一种化学发光探针的制备方法，其特征在于：所述过氧化反应的条件为：在四苯基卟啉催化作用下，在冰浴环境中，于光照下反应0.5～1.5h。
7.权利要求1或2所述的一种化学发光探针的应用，其特征在于：作为分子探针用于检测生物硫醇。
8.根据权利要求7所述的一种化学发光探针的应用，其特征在于：应用于活体中生物硫醇的选择性成像。
【技术特征摘要】
1.一种化学发光探针，其特征在于：具有式1结构：
2.根据权利要求1所述的一种化学发光探针，其特征在于：
3.权利要求1或2所述的一种化学发光探针的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种化学发光探针的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求3或4所述的一种化学发光探针的制备方法，其特征在于：所述酯化反应的条件为：在三乙胺催化作用下，在-5...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雪强，尚谦，
申请(专利权)人：中国科学院杭州医学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。