本發(fā)明屬于生物分析檢測(cè)，具體涉及一種比率型可逆響應(yīng)的硫化氫熒光探針及其合成方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、硫化氫(h2s)是繼一氧化碳(co)和一氧化氮(no)之后的第三種氣體信號(hào)分子，與人體的多種生理功能相關(guān)。硫化氫在許多病理和生理過程中起著非常重要的作用，如心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)。細(xì)胞內(nèi)硫化氫濃度異常時(shí)，可能引起多種人類疾病，如唐氏綜合癥、阿爾茨海默病、肝硬化、糖尿病和胃粘膜損傷。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，可視化檢測(cè)生物體系中的硫化氫濃度具有重要意義。目前已報(bào)道了多種用于檢測(cè)硫化氫的方法，例如電化學(xué)分析法、氣相色譜法和毛細(xì)管電泳法等。然而，這些方法由于其破壞性、耗時(shí)、樣品準(zhǔn)備復(fù)雜而不能直接應(yīng)用于活細(xì)胞。有機(jī)小分子熒光探針可以快速、無創(chuàng)、靈敏地檢測(cè)目標(biāo)分析物，已成為體內(nèi)成像的有力工具。

2、目前人們已經(jīng)報(bào)道了多例用于檢測(cè)硫化氫的熒光探針,不可逆的熒光探針報(bào)道較多，無法實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)硫化氫，比率型并且能夠可逆實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硫化氫含量的熒光探針報(bào)道較少。(yuming?zhang,yuncong?chen,yang?bai,et?al.fret-based?fluorescentratiometric?probes?for?the?rapid?detection?of?endogenous?hydrogen?sulphide?inliving?cells,analyst,2020,145；yuting?du,hongliang?wang,lu?qin,et?al.rationaldevelopment?of?an?esipt-based?fluorescent?probe?with?large?stokes?shift?forimaging?of?hydrogen?sulfide?in?live?cells,bioorganic?chemistry,2022,129,106158；sha?li,fangjun?huo,caixia?yin.nir?fluorescent?probe?for?dual-responseviscosity?and?hydrogen?sulfide?and?its?application?in?parkinson's?diseasemodel,dyes?and?pigments,2022,197,109825；jianlong?ma,feifei?li,qiang?li,etal.naked-eye?and?ratiometric?fluorescence?probe?for?fast?and?sensitivedetection?ofhydrogen?sulfide?and?its?application?in?bioimaging,new?journal?ofchemistry,2018,4,19272-19278；yuncong?chen,chengcheng?zhu,zhenghao?yang,etal.a?ratiometric?fluorescent?probe?for?rapid?detection?ofhydrogen?sulfide?inmitochondria,angewandte?chemie?international?edition,2013,52,6；bing-yu?wei?a,xiao-meng?yan,yu-chang?yuan,et?al.a?rhodol-based?fluorescent?probe?forratiometric?sensing?of?hydrogen?sulfide?in?living?cells,journalofphotochemistry?and?photobiologya,2024,450,115450.)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問題：

2、本技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決了目前用于檢測(cè)硫化氫的方法由于其破壞性、耗時(shí)、樣品準(zhǔn)備復(fù)雜而不能直接應(yīng)用于活細(xì)胞；用于檢測(cè)硫化氫的熒光探針,不可逆的熒光探針報(bào)道較多，無法實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)硫化氫，比率型并且能夠可逆實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硫化氫含量的熒光探針報(bào)道較少等技術(shù)問題，提供了一種比率型可逆響應(yīng)的硫化氫熒光探針及其合成方法與應(yīng)用。

3、技術(shù)方案：

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

5、一種比率型可逆響應(yīng)的硫化氫熒光探針，所述比率型可逆響應(yīng)的硫化氫熒光探針結(jié)構(gòu)式如下：

6、

7、一種比率型可逆響應(yīng)的硫化氫熒光探針的合成方法，將熒光團(tuán)、無水碳酸鉀置于有機(jī)溶劑中氬氣保護(hù)避光加熱回流，發(fā)生取代反應(yīng)，得到目標(biāo)探針dc。

8、進(jìn)一步地，所述熒光團(tuán)選自羅丹明類、香豆素類、氟硼吡咯類、熒光素類、萘酰亞胺類、吖啶類、菁染料類熒光基團(tuán)中的一種或幾種。

9、進(jìn)一步地，所述熒光團(tuán)為吖啶類熒光團(tuán)和/或香豆素類熒光團(tuán)。

10、進(jìn)一步地，所述吖啶類熒光團(tuán)為1,3-二氯-7-羥基-9,9-二甲基-2(9h)-吖啶酮ddao。

11、進(jìn)一步地，所述有機(jī)溶劑為無水乙腈，用量為40ml。

12、進(jìn)一步地，所述加熱回流溫度為82℃，回流20h。

13、進(jìn)一步地，所述反應(yīng)取代生成目標(biāo)探針dc后，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離提純，分離提純的步驟為：反應(yīng)液冷卻至室溫后，抽濾去除碳酸鉀，濾液減壓蒸發(fā)去除有機(jī)溶劑，干燥后的固體經(jīng)硅膠柱層析純化(二氯甲烷/甲醇＝40:1)得到橙色固體，硅膠柱層析純化中淋洗劑是由二氯甲烷和甲醇按體積比40:1混合而成。

14、進(jìn)一步地，所述熒光團(tuán)為1,3-二氯-7-羥基-9,9-二甲基-2(9h)-吖啶酮ddao和香豆素哌嗪衍生物；1,3-二氯-7-羥基-9,9-二甲基-2(9h)-吖啶酮ddao、香豆素哌嗪衍生物、無水碳酸鉀的化學(xué)計(jì)量比為1:2:1.1。

15、本技術(shù)還公開了比率型可逆響應(yīng)的硫化氫熒光探針在溶液、細(xì)胞、組織、活體成像、生物標(biāo)記、環(huán)境、食品領(lǐng)域分析檢測(cè)中的應(yīng)用。

16、原理解釋：以ddao熒光團(tuán)與香豆素哌嗪衍生物通過醚鍵連接，構(gòu)筑硫化氫熒光探針，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)細(xì)胞及活體內(nèi)硫化氫含量的變化；ddao是一種優(yōu)異的近紅外熒光染料，具有低pka值、高水溶性以及高量子產(chǎn)率，對(duì)ddao熒光團(tuán)進(jìn)行修飾合成的熒光探針具有反應(yīng)迅速、選擇性和靈敏度高、檢測(cè)限低以及比色信號(hào)變化明顯等優(yōu)異的傳感性能，此外，探針的細(xì)胞毒性低，對(duì)于活細(xì)胞和生物體的檢測(cè)具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。

17、有益效果：

18、本技術(shù)提供了一種比率型可逆響應(yīng)的硫化氫熒光探針及其合成方法與應(yīng)用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備以下有益效果：

19、1.本技術(shù)所述的硫化氫熒光探針吸收峰在416nm和482nm附近，發(fā)射峰在476nm和595nm附近，硫化氫加入后482nm附近吸收峰逐漸減弱，熒光發(fā)射峰595nm處逐漸減弱，476nm處顯著增強(qiáng)；

20、2.探針在溶液中呈現(xiàn)橙色，加入硫化氫后溶液由橙色變?yōu)闇\黃色，熒光強(qiáng)度與硫化氫濃度變化線性關(guān)系明顯；

21、3.含硫化氫的探針溶液放置在空氣中，溶液逐漸由淺黃色變回初始的橙色，同時(shí)紫外吸收及熒光發(fā)射光譜均恢復(fù)到未加硫化氫之前的探針初始狀態(tài)，此變化可循環(huán)多次，表明探針顏色和熒光發(fā)射隨硫化氫含量可逆變化；

22、4.本技術(shù)所述的硫化氫熒光探針對(duì)硫化氫識(shí)別具有響應(yīng)迅速，選擇性和靈敏度高的特點(diǎn)，生理ph條件下不受生命體常見物種的干擾，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞中硫化氫含量變化的動(dòng)態(tài)可逆成像；

23、5.本技術(shù)探針在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境及食品檢測(cè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。