CN106544007A - 一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用 - Google Patents

一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106544007A
CN106544007A CN201510612875.1A CN201510612875A CN106544007A CN 106544007 A CN106544007 A CN 106544007A CN 201510612875 A CN201510612875 A CN 201510612875A CN 106544007 A CN106544007 A CN 106544007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hypochlorous
fluorescent probe
things system
living things
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510612875.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106544007B (zh
Inventor
林伟英
董宝利
宋学真
王超
唐永和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Jinan
Original Assignee
University of Jinan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Jinan filed Critical University of Jinan
Priority to CN201510612875.1A priority Critical patent/CN106544007B/zh
Publication of CN106544007A publication Critical patent/CN106544007A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106544007B publication Critical patent/CN106544007B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明公开了一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针，该荧光探针为含有不同取代基团的苯并吡喃衍生物，其化学结构通式如式(I)所示。本发明的荧光探针易于制备成本低廉，且具有高特异性，可与次氯酸发生化学反应生成对应的氧化产物，在进行相应次氯酸含量检测过程不会受其他组分的干扰，可用于活细胞中次氯酸含量的定量和定性测定，具有广阔的应用前景。

Description

一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用
技术领域
本发明涉及一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用，属于荧光分析技术领域。
背景技术
次氯酸(HClO)是一种很重要的活性氧物质，在生物体系内参与众多的生理、病理过程。生物体系内的次氯酸主要来源于髓过氧化物酶催化条件下，体内过氧化氢和氯离子的反应。次氯酸可以将体内多种生物大分子如蛋白、脂质、DNA和RNA等氧化修饰。作为强亲核非自由基氧化试剂，次氯酸可以通过促进细胞内溶酶体、吞嗟体的融合，达到阻止微生物的入侵的目的，在抵抗外源性物质和中和毒素方面也起着重要作用。次氯酸与蛋白、氨基酸反应生成的氯胺可作用于蛋白酶抑制因子，刺激中性粒细胞释放胰蛋白酶、弹性蛋白酶等各种蛋白酶，以降解外来蛋白、清除受损细胞以及病原体残骸。
人体内次氯酸浓度的异常，通常会导致关节炎、动脉硬化症以及癌症等疾病的产生。次氯酸直接或者间接的参与了滑膜与骨质的损伤，可使胶原裂解、与关节液的维生素C反应从而影响骨软骨功能，引起类风湿关节炎。非选择性的次氯酸在抵抗外界微生物入侵的同时，也会对体内生物大分子产生氧化损伤作用。次氯酸可以通过妨碍血管内皮细胞修复及其功能，促使血管产生病变。因此检测生物体系内的次氯酸对于关节炎、动脉硬化症以及癌症等疾病的产生发展机制研究，以及预防诊治都有着极为重要的作用。
荧光成像技术适用于活生物体系内生物分子的定位监测和实时跟踪，并因高灵敏度、快速响应和原位检测等优点而成为分析各种生物分子的重要检测手段。传统的次氯酸检测主要采用滴定法，但是这种技术无论是在准确性还是在适用性上，均无法与荧光成像技术媲美。近年来，分子荧光探针的研究促进了荧光成像技术的快速发展，有助于研究生物分子在生命体系中的生理机制和疾病的病理。此外在生命体系中，荧光探针能够对被分析物进行高时空分辨的快速检测，对生物样品基本无破坏。因此，应生物体系中次氯酸浓度水平检测的要求，设计及合成选择性好、灵敏度高、具有低细胞毒性的用于检测活细胞核组织内次氯酸浓度变化的次氯酸分子荧光探针，对于研究活生物体系内信号转导、生理病理和重大疾病的早期诊断具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明要解决的问题是提供一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用。
本发明所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针为含有不同取代基团的苯并吡喃衍生物，其特征在于：所述荧光探针的化学结构通式如式(I)所示：
其中：R1＝R2＝H，命名为1a；或R1＝H，R2＝C2H5，命名为2a；或R1＝CH3，R2＝H，命名为3a；或R1＝CH3，R2＝C2H5，命名为4a。
本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针优选的实施方式是：所述荧光探针的化学结构通式如式(I)所示，其中：R1＝R2＝H。
本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针的制备方法为：将3-乙酰基-7-羟基香豆素(1mmol)、4-(二乙基氨基)水杨醛(1mmol)和甲磺酸(5mL)加入到50mL单口烧瓶中，回流6小时，冷却，倒入10g冰中，过滤，烘干。将所得固体进行柱层析(二氯甲烷:甲醇＝10:1)纯化，得到深蓝色产物即为本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针。
本发明所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针在检测含次氯酸的生物样品中的应用。
其中：所述含次氯酸的生物样品是生物组织或细胞，优选是生物活细胞。
本发明所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针可应用于生物体系中次氯酸的定性和定量评价。该探针作为次氯酸的特异性探针，可与次氯酸发生化学反应，生成对应的氧化产物，通过定量检测氧化产物的荧光强度来测定生物体系中次氯酸的含量。
具体测定方法为：室温条件下，配制5μM荧光探针PBS溶液(含5％甲醇，pH＝7.4)，将次氯酸的PBS溶液加入到该探针体系中，测定溶液荧光强度作为次氯酸含量的评价指标。见图5。
本发明所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针本身具有微弱的荧光，与次氯酸反应的氧化产物具有很强的蓝色荧光，可采用荧光检测器实现产物的快速灵敏检测；检测条件为：激发波长为410nm，在420～700nm之间进行荧光发射光谱的检测。见图3-4。
荧光探针在生物成像应用研究主要内容有探针对活细胞的毒性、染色能力、活细胞和活组织荧光成像。采用MTT比色法，通过分析细胞在加入荧光探针之后的存活率，讨论荧光探针对细胞的毒性。借助流式细胞仪，检测细胞在加入荧光探针培育之后的染色比例，进而考察荧光探针对细胞的染色能力。在此基础上，应用本发明所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针对活细胞或活组织进行检测，能够对该样品中的次氯酸实现荧光成像，达到对细胞中的次氯酸快速准确检测的目的。
本发明的有益效果为：
本发明所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针可经化学合成获得，合成工艺简单易行，原料廉价易得，制备成本低，易于推广。
本发明所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针具有高特异性，可与次氯酸发生化学反应生成对应的氧化产物，在进行相应次氯酸含量检测过程不会受其他组分的干扰，可用于活细胞中次氯酸含量的定量和定性测定，具有广阔的应用前景。
本发明所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针灵敏度高，具有良好的荧光发射光谱特性(400～500nm)，通过绘制标准曲线进行次氯酸定量测定，可以实现对细胞中的次氯酸快速准确检测的目的。
附图说明
图1是本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a的1H NMR图谱。
图2是本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a在不同pH条件下的荧光光谱。
图3是本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a与不同物质作用后的荧光光谱。
图4是本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a和次氯酸反应之后的紫外-可见吸收变化结果。
图5是本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a和次氯酸反应之后的荧光变化结果。
图6是本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a在活细胞中的成像应用。
其中：A1、A2和A3依次为探针(10μM)在细胞中明场、蓝色通道和红色通道的成像，A4为A1、A2和A3的叠加图，B1、B2和B3依次为探针(10μM)和次氯酸(100μM)在细胞中明场、蓝色通道和红色通道的成像，B4为B1、B2和B3的叠加图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但本发明保护内容不仅限于此。
实施例1：本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a的制备
将3-乙酰基-7-羟基香豆素(204mg，10mmol)、4-(二乙基氨基)水杨醛(193mg,10mmol)和甲磺酸(5mL)加入到50mL单口烧瓶中，回流6小时，冷却，倒入10g冰中，过滤，烘干。
将所得固体进行柱层析(二氯甲烷:甲醇＝10:1)纯化，得到371mg深蓝色产物，即为本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a，产率67％。
上述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a的1H NMR图谱见图1。
实施例2：本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a对不同物质的选择性
预先准备8份5mL的5μM探针PBS溶液(含5％甲醇，p H＝7.4)，然后分别向该体系中依次加入50μL浓度为10mM的NaClO、Na2S、Na2SO3、NO、H2O2、CH3COOOH、HClO4、cys、GSH、NaNO2、VC等的PBS溶液。然后进行荧光检测(λEx＝410nm,λEm＝452nm)；计算各体系中荧光强度；评估该探针对次氯酸的选择性(见图3)。
类似方法分析本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a在不同pH条件下的荧光光谱，结果见图2。
实施例3：本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a与不同浓度次氯酸反应的吸收和荧光变化分析
配制1mL浓度为0～1mM次氯酸的乙腈溶液，然后均加入9mL浓度为5μM的探针PBS溶液(含5％甲醇，pH＝7.4)。反应10min之后，进行吸收光谱测试(见图4)；进行荧光检测(λEx＝410nm,λEm＝452nm)，计算各体系中荧光强度，建立荧光强度与次氯酸浓度标准曲线(见图5)，确定该探针对次氯酸检测的下限。
实施例4：本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a在活细胞中的成像应用
将Hela细胞放在培养基(DMEM培养液和10％胎牛血清)中，放置于条件为37℃、5％CO2和20％O2的培养箱中培养24-48h。
用微量进样器吸取本发明所述检测生物体系内次氯酸的荧光探针1a(10nM)注入含有Hela细胞的培养基中，继续在培养箱中培养30min。之后用PBS(磷酸盐缓冲溶液)冲洗培养细胞3次，然后进行荧光成像(λEx＝410nm,λEm＝452nm)。
结果见图6。图中：A1、A2和A3依次为探针(10μM)在细胞中明场、蓝色通道和红色通道的成像，A4为A1、A2和A3的叠加图，B1、B2和B3依次为探针(10μM)和次氯酸(100μM)在细胞中明场、蓝色通道和红色通道的成像，B4为B1、B2和B3的叠加图。

Claims (4)

1.一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针，该荧光探针为含有不同取代基团的苯并吡喃衍生物，其特征在于：所述荧光探针的化学结构通式如式(I)所示：
其中：R1＝R2＝H，命名为1a；或R1＝H，R2＝C2H5，命名为2a；或R1＝CH3，R2＝H，命名为3a；或R1＝CH3，R2＝C2H5，命名为4a。
2.根据权利要求1所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针，其特征在于：所述荧光探针的化学结构通式如式(I)所示，其中：R1＝R2＝H。
3.权利要求1或2所述的检测生物体系内次氯酸的荧光探针在检测含次氯酸的生物样品中的应用。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于：所述含次氯酸的生物样品是生物组织或细胞。
CN201510612875.1A 2015-09-23 2015-09-23 一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用 Expired - Fee Related CN106544007B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510612875.1A CN106544007B (zh) 2015-09-23 2015-09-23 一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510612875.1A CN106544007B (zh) 2015-09-23 2015-09-23 一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106544007A true CN106544007A (zh) 2017-03-29
CN106544007B CN106544007B (zh) 2018-07-31

Family

ID=58365254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510612875.1A Expired - Fee Related CN106544007B (zh) 2015-09-23 2015-09-23 一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106544007B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108191852A (zh) * 2017-05-04 2018-06-22 泰山医学院 一种用于检测次氯酸的分子荧光探针及其应用
CN108219774A (zh) * 2017-10-19 2018-06-29 泰山医学院 一种吡啶并[1,2-a]苯并咪唑取代的喹啉类检测次氯酸的荧光探针及其应用
CN112358475A (zh) * 2020-11-30 2021-02-12 西北师范大学 一种苯并吡喃鎓-吩噻嗪衍生物及其制备方法和应用
CN112500382A (zh) * 2020-11-12 2021-03-16 济南大学 一种可逆检测二氧化硫/甲醛的比率荧光探针、制备方法与应用
CN115340517A (zh) * 2022-08-01 2022-11-15 云南大学 一种极性敏感阳离子荧光染料及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120110620A (ko) * 2011-03-30 2012-10-10 단국대학교 산학협력단 고반응성 산소종 검출용 형광 분자 영상 프로브 및 이의 제조방법
CN103740360A (zh) * 2014-01-25 2014-04-23 厦门大学 荧光比率法检测次氯酸的荧光探针及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120110620A (ko) * 2011-03-30 2012-10-10 단국대학교 산학협력단 고반응성 산소종 검출용 형광 분자 영상 프로브 및 이의 제조방법
CN103740360A (zh) * 2014-01-25 2014-04-23 厦门大学 荧光比率法检测次氯酸的荧光探针及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E.V.SANIN等: "Solvatochromism of 2-(3-coumaroyl)-benzopyrylium dye and its di-substituted derivatives", 《FUNCTIONAL MATERIALS》 *
JING LIU等: "A Ratiometric Fluorescent Probe for Biological Signaling Molecule H2S: Fast Response and High Selectivity", 《CHEM. EUR. J.》 *
YANHONG CHEN等: "Development of a ratiometric fluorescent probe for sulfite based on a coumarin–benzopyrylium platform", 《SENSORS ANDACTUATORSB》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108191852A (zh) * 2017-05-04 2018-06-22 泰山医学院 一种用于检测次氯酸的分子荧光探针及其应用
CN108219774A (zh) * 2017-10-19 2018-06-29 泰山医学院 一种吡啶并[1,2-a]苯并咪唑取代的喹啉类检测次氯酸的荧光探针及其应用
CN112500382A (zh) * 2020-11-12 2021-03-16 济南大学 一种可逆检测二氧化硫/甲醛的比率荧光探针、制备方法与应用
CN112358475A (zh) * 2020-11-30 2021-02-12 西北师范大学 一种苯并吡喃鎓-吩噻嗪衍生物及其制备方法和应用
CN112358475B (zh) * 2020-11-30 2022-09-06 西北师范大学 一种苯并吡喃鎓-吩噻嗪衍生物及其制备方法和应用
CN115340517A (zh) * 2022-08-01 2022-11-15 云南大学 一种极性敏感阳离子荧光染料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN106544007B (zh) 2018-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105524612B (zh) 一种异佛尔酮类荧光探针及其制备与应用
CN106544007B (zh) 一种检测生物体系内次氯酸的荧光探针及其应用
CN105693703B (zh) 一种用于细胞内溶酶体pH成像的新型比率型荧光探针
CN103805170B (zh) 一种用于识别硫化氢的特异性荧光探针及其应用
US7674626B2 (en) Oxygen sensitive probe
Zhou et al. A naphthalimide-indole fused chromophore-based fluorescent probe for instantaneous detection of thiophenol with a red emission and a large Stokes shift
CN108129459B (zh) 一种用于检测二氧化硫的新型荧光探针及其应用
Wang et al. A ratiometric benzothiazole-based fluorescence probe for selectively recognizing HClO and its practical applications
Geng et al. An aqueous methylated chromenoquinoline-based fluorescent probe for instantaneous sensing of thiophenol with a red emission and a large Stokes shift
CN106967102B (zh) 一种基于罗丹明衍生物的过氧化氢增强型荧光探针
Wang et al. Engineering a mitochondria-targeted ratiometric fluorescent probe with a large Stokes shift for H2S-specific assaying in foodstuffs and living cells
CN106083888B (zh) 一种检测癌细胞内硫化氢的荧光探针
Oldham et al. Molecular fluorescence, phosphorescence, and chemiluminescence spectrometry
CN108117544A (zh) 一种可逆二氧化硫/亚硫酸（氢）盐的荧光探针
CN109438326B (zh) 一种用于检测羧酸酯酶的荧光探针及其制备方法与专用检测试剂盒
CN109651249A (zh) 一种检测细胞内质网半胱氨酸的荧光探针及其合成和应用
Lin et al. Construction of a multi-signal near-infrared fluorescent probe for sensing of hypochlorite concentration fluctuation in living animals
CN112745287B (zh) 一种荧光探针hm及其制备方法和应用
CN106117241B (zh) 一种检测癌细胞内溶酶体pH的荧光探针
Ma et al. Near-infrared fluorescent probe for rapid detecting H2S and its application in nanofibrous film and living cells
Yuan et al. A novel formaldehyde fluorescent probe based on 1, 8-naphthalimide derivative and its application in living cell
CN104792756A (zh) 四-对-磺酸基-苯基卟啉衍生物作为荧光探针在检测锌离子方面的应用
Steinwedel et al. Sensors for disposable bioreactor systems
Zniber et al. Analysis of urine using electronic tongue towards non-invasive cancer diagnosis
Shang et al. A near-infrared fluorescent probe for rapid and on-site detection of sulfur dioxide derivative in biological, food and environmental systems

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180731

Termination date: 20180923

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee