CN108623533A - 一种基于噻唑的检测半胱氨酸的荧光探针及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测半胱氨酸的荧光探针，属于分析化学技术领域。该探针由3‑（苯并[d]噻唑‑2‑基）‑[1,1'‑联苯]‑4‑醇和丙烯酰氯在含有三乙胺的二氯甲烷溶液中室温搅拌12小时得到。本发明的荧光探针合成简单，使用方便，对半胱氨酸具有较好的选择性、灵敏性、检测限低等优点，可应用于细胞中的半胱氨酸的检测。

Description

一种基于噻唑的检测半胱氨酸的荧光探针及应用
技术领域
本发明提供了一种检测半胱氨酸的荧光探针，属于荧光探针技术领域。
技术背景
作为构成蛋白质的二十种氨基酸之一，含有巯基的半胱氨酸在细胞代谢过程中起着重要的生理作用。例如，半胱氨酸是细胞和组织生长的必需物质分子，半胱氨酸的缺乏与水肿、幼儿发育不良、肝脏损伤等许多疾病相关。因此，实现细胞内半胱氨酸的实时监测，并给出细胞内半胱氨酸表达与分布的信息，有着重要的生命科学与医学价值。
目前，半胱氨酸含量测定的方法有气相色谱一质谱联用法、高效液相色谱法、全自动的荧光偏振免疫测定、高效毛细管电泳法、有机小分子荧光探针检测法等。在各种方法中有机小分子荧光探针检测法由于其具有简单、便捷、成本低、快速、灵敏及其潜在的细胞内成像等特性，已被证明是一种非常有效的检测方法。目前许多的有机小分子荧光探针被开发出来，比如，专利CN 103755672 A提供了一种基于香豆素的半胱氨酸荧光探针化合物，该探针的响应时间约为60分钟，响应时间较长。因此，为了提高检测速度，我们设计合成了一种基于苯并噻唑的，可以在2分钟内实现半胱氨酸快速检测的开型荧光探针。
发明内容
本发明所述的一种检测半胱氨酸的荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的化学结构式所示：
。
上述检测半胱氨酸的荧光探针以如下方法制备：
化合物Ⅰ的合成：氮气氛围、冰浴下将丙烯酰氯和化合物II加入干燥的二氯甲烷，滴加三乙胺。室温搅拌过夜，反应结束真空浓缩，柱层层析纯化得到固体化合物I
。
根据本发明，优选的，在化合物I的合成中，所述化合物Ⅱ、丙烯酰氯和三乙胺的摩尔比为1:4:4；
根据本发明，优选的，化合物I的合成全程在氮气保护下进行。
本发明所述的荧光探针可用于水溶液中的半胱氨酸的实时检测。
进一步优选的，所述荧光探针用于在pH7.4的DMSO与PBS缓冲液混合液中的半胱氨酸的快速检测，检测限为2.18×10-7 mol/L。
本发明所述荧光探针用于在pH7.4的DMSO与PBS缓冲液混合液中对半胱氨酸具有特异性检测的性能。本发明通过实验验证，将半胱氨酸滴入所述荧光探针在pH7.4的DMSO与PBS缓冲液混合液中，以405nm波长的光源作为激发光，溶液在486nm处发出强烈的明亮的蓝色荧光。其它种类氨基酸的加入对探针的荧光没有影响。因此，本发明的荧光探针化合物对半胱氨酸具有很高的选择性。
本发明的荧光探针化合物在pH7.4的DMSO与PBS缓冲液混合液中，半胱氨酸的浓度的与荧光强度呈现线性关系，因此，可以定量测定溶液中半胱氨酸的含量。
本发明所述的荧光探针在细胞中检测半胱氨酸的应用。
本发明所述荧光探针可以应用于细胞内半胱氨酸的检测。具体检测方法为：将10μM的化合物I加入到 Hela细胞中培养钟，之后更换培养基，再分别半胱氨酸缓冲溶液（25 μM）培养，细胞发出强烈的荧光。实验表明，化合物I对细胞内的半胱氨酸有良好的成像作用。
本发明的有益效果：
本发明所涉及的一种检测半胱氨酸的荧光探针，具有以下优势：1、该探针能与半胱氨酸特异性反应，，导致化合物的荧光强度得到很大的增强；2、该探针在检测半胱氨酸过程中不会受到其他氨基酸的干扰，对半胱氨酸具有良好的选择性；3、该探针能对活细胞中的半胱氨酸进行检测，成像效果好，且细胞毒性低。
附图说明
图1是化合物I的1H NMR谱图。
图2是化合物I的选择性光谱图。
图3是化合物I随半胱氨酸浓度变化荧光光谱图。
图4是化合物I与半胱氨酸的生物成像图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，但不限于此。实施例中的各种原料均来自于市场购买。
实施例1 化合物I的合成
在氮气保护、冰浴下，将0.18克化合物Ⅱ与0.16毫升丙烯酰氯溶解在干燥的二氯甲烷中，在加入0.2毫升三乙胺，室温搅拌过夜，反应结束，真空浓缩得到粗产物，经柱层层析得到化合物I，收率为55％。图1为该探针的核磁图（400MHz,CDCl3）。
实施例2 探针化合物I选择性分析
在含有半胱氨酸的体积比为3:7的DMSO / PBS缓冲液中加入5 μM的化合物I，检测结果如图2，当激发光波长为405nm时，探针化合物I对半胱氨酸在486nm出有强烈的荧光响应，而且探针化合物I对其他氨基酸没有明显响应，说明探针化合物I对半胱氨酸具有优异的选择性。
实施例3 探针化合物I对半胱氨酸浓度变化响应分析
在含有不同浓度的半胱氨酸（0 - 200 μM）的缓冲液中加入5 μM探针化合物I，荧光响应强度随加入半胱氨酸量的增加呈规律性增加，检测结果如图3，结果说明探针化合物I对半胱氨酸浓度检测范围较广且灵敏度较高。
实施例4 化合物I在细胞检测中的应用
在10 μM的化合物I加入到Hela细胞的培养液中培养，然后再加入半胱氨酸培养，成像结果如图4。当细胞与化合物I培养后再加入半胱氨酸后细胞发出明亮的蓝色荧光。实验表明，探针化合物I对细胞中的半胱氨酸有良好的成像作用，能用于检测细胞内的半胱氨酸。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明范围的限制，所述领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种检测半胱氨酸的荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的化学结构式如I所示。
2.根据权力要求1中所述的一种检测半胱氨酸的荧光探针，其特征在于，所述荧光探针可以应用于细胞中的半胱氨酸检测。。
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