【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机小分子荧光探针在生物传感方面的应用，涉及一种检测谷胱甘肽和/或亚铁离子的蒽醌有机荧光探针及其制备方法与应用。
技术介绍
1、蒽醌是一类的重要化合物，广泛存在于植物与昆虫中，应用范围广泛。蒽醌作为植物重要的次生代谢产物，具有多种生物活性，包括抗癌、抗菌和抗氧化活性等。同时，随着对蒽醌光谱性质认知的深入，科研工作者将越来越多的研究聚焦在蒽醌的光学性质方面，并开发出了一系列用于检测各种分析物的响应型荧光探针。然而，由于蒽醌本身结构的制约，导致这些探针的发射波长普遍在紫外波段。紫外波长对人体有潜在危害，可能导致dna损伤，增大皮肤癌的风险，同时用于检测可能受到杂散射光的影响，造成测量误差，信噪比也比较低，难以应用于体内等。与紫外波长相比，红外波长有着穿透能力强、不易受到背景荧光和散射光的影响、能量低可以做到非破坏性分析等优势。近红外波段一般分为两个区域，一区为700nm～1100nm，二区为1100～2526nm，现在普遍把接近700nm的发射波长也描述为近红外波段，以和紫外波段(200～400nm)区分。因此，若能结合蒽醌及近红外波段的优点，开发基于蒽醌的近红外荧光探针，显得很有意义。
2、谷胱甘肽(gsh)是细胞和组织中含量最丰富的硫醇，在抗氧化防御、蛋白质功能的调节、蛋白质定位和稳定性、dna合成、基因表达、细胞信号等过程中发挥重要作用，其含量跟多种疾病如神经退行性疾病[1]、癌症[2]、帕金森病[3]、肝炎肝损伤[4]等有关。此外，亚铁离子是人体内各种生理过程所必须的金属元素，广泛分布于肝脏和其他器
3、因此，开发一种基于蒽醌的近红外荧光探针，能够用于检测谷胱甘肽和亚铁离子的含量，继而使它能够特异性检测铁死亡过程，具有重要意义。
4、参考文献：
5、[1]aoyama k,nakaki t.impaired glutathione synthesis inneurodegeneration.international journal of molecular sciences,2013:21021-21044.
6、[2]feng s,gong s,zheng z,et al.smart dual-response probe reveals anincrease of gsh level and viscosity in cisplatin-induced apoptosis andprovides dual-channel imaging for tumor[j].sensors and actuators b:chemical,2022,351:130940.
7、[3]g,peana m,maes m,et al.the glutathione systeminparkinson’s disease and its progression[j].neuroscience&biobehavioralreviews,2021,120:470-478.
8、[4]zhang w,wang x,li p,et al.evaluating hyperthyroidism-induced liverinjury based on in situ fluorescence imaging of glutathione and phosphate vianano-mofs sensor[j].analytical chemistry,2020,92(13):8952-8958.
9、[5]dong b,li s,wang y,et al.recent advance in the development of thefluorescent responsive probes for the study of ferroptosis[j].trac trends inanalytical chemistry,2023,168:117327.
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于检测谷胱甘肽和/或亚铁离子的荧光探针，并提供了它在铁死亡检测方面的应用。该荧光探针通过结构修饰实现了蒽醌母核在近红外波段的成像，解决了紫外波段的问题，并有应用于生物成像领域的潜力。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、结构如式ⅰ所示的实时检测谷胱甘肽(gsh)和/或亚铁离子的近红外荧光探针(记为ap-dnbs)：
4、
5、本专利技术的另一个目的是提供一种所述的近红外荧光探针的制备方法，合成路线如下：
6、
7、包括以下步骤：
8、步骤(a)、以甲醇为反应溶剂，以丙炔酸为催化剂，化合物ⅱ与4-羟基-3-甲基苯甲醛反应，得到化合物ⅲ；
9、步骤(b)、以四氢呋喃为反应溶剂，以三乙胺为催化剂，化合物ⅲ与2,4-二硝基苯磺酰氯在室温下反应，得到式ⅰ所示的检测谷胱甘肽的近红外荧光探针。
10、步骤(a)中，所述的化合物ⅱ和4-羟基-3-甲基苯甲醛的物质的量之比为1:1.0～1:1.3，优选为1:1.25。
11、所述的化合物ⅱ与丙炔酸的物质的量之比为1:0.1～1:0.2。
12、所述的化合物ⅱ在甲醇中的浓度为5～10mg/ml。
13、反应结束后，冷却至室温，有固体析出，抽滤，固体用甲醇洗涤，干燥，得到化合物ⅲ。
14、步骤(b)中，所述的化合物ⅲ和2,4-二硝基苯磺酰氯的物质的量之比为1:1.3～1:1.6，优选为1:1.4。
15、所述的化合物ⅲ和三乙胺的物质的量之比为1:0.05～1:0.1，优选为1:0.08。
16、所述的化合物ⅲ在四氢呋喃中的浓度为5.9～9mg/ml。
17、反应结束后，减压除去溶剂，所得残渣进行正相硅胶柱层析，以二氯甲烷和甲醇的体积比＝200:1为洗脱剂，纯化得到化合物ⅰ。
18、近红外荧光探针ap-dnbs以蒽醌(anthraquinone，cas：84-65-1)为荧光母核，在1,2位引入咪唑杂环，杂环连接苯环以扩展芳香共轭体系，使得探针的吸收和发射红移；同时方便在23位通过磺酸酯键连接2,4-二硝基苯磺酰基，利用它的强吸电子特性，猝灭荧光；而gsh的亲核取代使磺酸酯键断裂，母体荧光恢复，使探针形成“off-on”响应。如图1a所示，近红外荧光探针ap-dnbs与gsh反应后，由于荧光猝灭基团2,4-二硝基苯磺酰基被取代，在660～675nm处产生新的荧光，为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.结构如式Ⅰ所示的检测谷胱甘肽和/或亚铁离子的近红外荧光探针：
2.一种权利要求1所述的近红外荧光探针的制备方法，其特征在于：合成路线如下：
3.根据权利要求2所述的近红外荧光探针的制备方法，其特征在于：步骤(a)中，所述的化合物Ⅱ和4-羟基-3-甲基苯甲醛的物质的量之比为1:1.0～1:1.3；所述的化合物Ⅱ与丙炔酸的物质的量之比为1:0.1～1:0.2；步骤(b)中，所述的化合物Ⅲ和2,4-二硝基苯磺酰氯的物质的量之比为1:1.3～1:1.6；所述的化合物Ⅲ和三乙胺的物质的量之比为1:0.05～1:0.1。
4.权利要求1所述的近红外荧光探针在制备检测谷胱甘肽和/或亚铁离子的试剂中的应用。
5.一种谷胱甘肽的检测方法，其特征在于：包括谷胱甘肽的定性检测、定量检测；谷胱甘肽的定性检测包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的谷胱甘肽的检测方法，其特征在于：谷胱甘肽的定性检测时，步骤S3中，所述的PBS缓冲液的pH＝7.4，反应温度为37℃，反应时间为30～40min；
7.一种检测亚铁离子的方法，其特征在于
8.根据权利要求7所述的检测亚铁离子的方法，其特征在于：亚铁离子的定性检测时，步骤S3中，所述的PBS缓冲液的pH＝7.4，反应温度为37℃，反应时间为10～20min；
9.权利要求1所述的近红外荧光探针在制备肝炎、肝损伤、帕金森病、阿尔兹海默症、癌症诊断试剂盒中的应用或在制备细胞铁死亡检测试剂盒中的应用；所述的肝炎、肝损伤、帕金森病、阿尔兹海默症、癌症表现为GSH水平异常；所述的铁死亡表现为Fe2+水平异常。
10.权利要求1所述的近红外荧光探针在制备光学成像造影剂中的应用。
...【技术特征摘要】
1.结构如式ⅰ所示的检测谷胱甘肽和/或亚铁离子的近红外荧光探针：
2.一种权利要求1所述的近红外荧光探针的制备方法，其特征在于：合成路线如下：
3.根据权利要求2所述的近红外荧光探针的制备方法，其特征在于：步骤(a)中，所述的化合物ⅱ和4-羟基-3-甲基苯甲醛的物质的量之比为1:1.0～1:1.3；所述的化合物ⅱ与丙炔酸的物质的量之比为1:0.1～1:0.2；步骤(b)中，所述的化合物ⅲ和2,4-二硝基苯磺酰氯的物质的量之比为1:1.3～1:1.6；所述的化合物ⅲ和三乙胺的物质的量之比为1:0.05～1:0.1。
4.权利要求1所述的近红外荧光探针在制备检测谷胱甘肽和/或亚铁离子的试剂中的应用。
5.一种谷胱甘肽的检测方法，其特征在于：包括谷胱甘肽的定性检测、定量检测；谷胱甘肽的定性检测包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：曲玮，刘硕林，叶峰，冯锋，朱嘉新，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：
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