CN108774240A - 一种能应用于细胞溶酶体内HOCl检测的罗丹明B类荧光探针 - Google Patents

一种能应用于细胞溶酶体内HOCl检测的罗丹明B类荧光探针 Download PDF

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曹晓群
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Abstract

本发明公开了一种能够应用于细胞溶酶体内HOCl检测的罗丹明B类荧光探针。该探针以罗丹明B为荧光团，硫代双酰肼为响应基团，并在探针结构中引入吗啉结构作为溶酶体定位基团。在没有HOCl存在时，探针不发荧光；当HOCl存在时，探针在592nm处发出强的荧光。荧光强度随次氯酸浓度的增加而变强，在HOCl浓度为0‑2μM的范围内，荧光强度与次氯酸的浓度成线性增长。该探针具有高选择性，高灵敏度，响应快速的特点，并能应用于细胞溶酶体内HOCl的检测，具有广阔的运用前景。

Description

一种能应用于细胞溶酶体内HOCl检测的罗丹明B类荧光探针
技术领域
本发明涉及一种能应用于细胞溶酶体内HOCl检测的罗丹明B类荧光探针，该探针能够检测细胞溶酶体内HOCl浓度的变化。
背景技术
HOCl是生物体内重要的活性氧之一，在细胞的氧化还原平衡中有重要作用。当病原体侵入生物时，细胞会产生HOCl氧化杀死病原体；但细胞内次氯酸浓度过高时，会造成细胞功能异常，从而导致诸多疾病的发生，比如阿尔兹海默症，风湿性关节炎，癌症等。因此，实现细胞内HOCl的实时监测，对于生物体HOCl异常相关疾病的研究具有重要意义。
相对于传统的分析方法，荧光探针具有灵敏性高、选择性好、响应快、操作简单、对细胞无损伤等优点，利用荧光探针检测HOCl的方法得到了快速发展。
许多HOCl荧光探针已有文献报道。然而，大部分已经报道的次氯酸荧光探针并不具有细胞器靶向功能，这对研究细胞器水平HOCl的相关研究带来困难。
此外，已报道的HOCl探针需要在较多有机溶剂体系中才能实现对HOCl的检测。而细胞内有机溶剂含量极低，因此，这些探针并不适用与细胞内HOCl的测试 [Shen S.L. etal, Sens. Actuators B 254 (2018) 736-741, Zhang Y.R. et al, Sens. Actuators B240 (2017) 18-36]。
基于此，发明人以罗丹明B为荧光团，以硫代双酰肼结构为HOCl响应基团，合成了一种对HOCl具有高灵敏度和高选择性的荧光探针。该探针具有优异的溶解性，可以在几乎为纯缓冲溶液体系中实现对HOCl的测定。此外探针结构中含有溶酶体定位基团—吗啉结构，探针可以应用于细胞溶酶体内HOCl的检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能应用于细胞溶酶体内HOCl检测的罗丹明B类荧光探针的制备及应用。
本发明公开了一种能应用于细胞溶酶体内HOCl检测的罗丹明B类荧光探针（RL1），其化学结构如下：
本发明所述探针可以用于溶液中HOCl的检测，另外，该探针还可以用于细胞溶酶体内HOCl变化的检测及细胞成像。
本发明的探针的合成方法，如图1所示。
本发明的探针对HOCl具有很好的选择性。如图2所示。
在没有HOCl存在时，该探针不发射荧光；当HOCl存在的情况下，本法明所述的探针发出592 nm的荧光，而且荧光强度随次氯酸浓度的增加而变强，如图3所示。
本发明所述的荧光探针，还可以用于RAW264.7细胞内HOCl的检测，如图4所示。
本发明所述的探针能够靶向溶酶体，能实现溶酶体内HOCl的检测，如图5所示。
附图说明
图1是本发明探针的合成方法。
图2是本发明探针的选择性分析。
图3是本发明探针检测HCOl时荧光强度的变化。
图4是本发明探针的响应时间曲线。
图5是本发明探针应用于RAW264.7细胞内HOCl的检测。
图6是本发明探针靶向溶酶体实验分析。
具体实施方法
实施例1：探针的合成路线见图1。
将化合物1（2 mmol）溶于10 mL SOCl2中，加热回流2个小时后，减压除去溶剂，得固体2（未提纯，直接用于下一步反应）。
将化合物2（2 mmol）溶于10 mL干燥吡啶中，常温搅拌约1 小时，然后将化合物3（1mmol）加入反应体系，常温搅拌12小时。将反应液倒入150 mL二氯甲烷中，然后用200 mL水洗涤三次，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，再进行柱层析分离，得本发明所述探针RL1，白色固体，产率45%。
以1H NMR、13C NMR及HRMS对其进行结构，数据如下：
1H NMR (400 MHz, d 6-DMSO), δ (ppm): 1.09 (t, 12H, J = 6.8 Hz, CH3), 2.31(s, 4H, CH2), 3.30 (q, 8H, J = 6.8 Hz, CH2), 3.46 (s, 2H, CH2), 3.54 (t, 4H, J= 4.0 Hz, CH2), 6.30-6.40 (br, 4H, ArH), 6.44 (d, 2H, J = 8.8 Hz, ArH), 7.13(d, 1H, J = 6.8 Hz, ArH), 7.32 (d, 2H, J = 8.0 Hz, ArH), 7.55-7.70 (m, 4H,ArH), 8.01 (d, 1H, J = 6.8 Hz, ArH), 10.63 (s, 1H, ArH).
13C NMR (100 MHz, d 6-DMSO), δ (ppm): 164.1, 153.2, 148.5, 141.8, 135.9,132.9, 131.3, 129.6, 128.7, 128.4, 127.7, 124.3, 123.7, 107.6, 103.30, 97.0,66.1, 61.9, 53.1, 43.6, 12.4.
HRMS m/z: calcd for C40H46N5O3S [M+H]+: 676.3321; found: 676.3317.
实施例2：
配制1 μM探针的PBS缓冲溶液（含1%乙醇，pH 5.00）。再分别加入下列离子，1: blank,2: Na+, 3: K+, 4: Ca2+, 5: Mg2+, 6: Zn2+, 7: Al3+, 8: Cu2+, 9: Mn2+, 10: Li+, 11:Co2+, 12: Hg2+, 13: Pb2+, 14: F-, 15: Cl-, 16: Br-, 17: I-, 18: AcO-, 19: NO3 -,20: NO2 -, 21: S2O3 2-, 22: HCO3 -, 23: HPO4 2-, 24: HS-, 25: SO4 2-, 26: Asn, 27: Asp,28: Glu, 29: Gly, 30: Hcy, 31: Ser, 32: Trp, 33: Cys, 34: H2O2, 35: t-BuOOH,36: t-BuO•, 37: 1O2, 38: -O2, 39: •OH, 40: HOCl。Concentration: 40 µM for (2)-(39); 3 µM for (40)。通过荧光测试发现，只有在HOCl存在时，探针在592 nm处才有荧光发射，而其他的离子并不能导致探针在592 nm处荧光变化，因此本发明所述的探针对次氯酸具有好的选择性，如图2所示。
实施例3：
配制1 μM探针的PBS缓冲溶液（含1%乙醇，pH 5.00）。分别向上述缓冲溶液中加入0 μM、0.1 μM、0.2 μM、0.3 μM、0.4 μM、0.5 μM、0.6 μM、0.7 μM、0.8 μM、0.9 μM、1.0 μM、1.5 μM、2.0 μM、2.5 μM、3.0 μM、3.5 μM 的次氯酸，然后进行荧光光谱分析，结果显示探针在592nm处的荧光发射随着次氯酸浓度的增加而变强，如图3所示，图（a）为探针在不同浓度HOCl中荧光发射图，图(b)为探针在592 nm处荧光强度与HOCl浓度的关系。实验结果表明，探针可以用于溶液中HOCl的检测。
实施例4：
配制1 μM探针的PBS缓冲溶液（含1%乙醇，pH 5.00）。对照组：测试样品在592 nm处荧光强度随时间变化变化。实验组：向样品中加入3 μM HOCl，记录样品在592 nm处荧光强度随时间变化变化。实验结果表明，在加入HOCl时，探针在很短时间内对HOCl做出相应（小于10秒），因此探针具有优异的灵敏性，如图4所示。
实施例5：
在无血清培养基中加入1 μM探针，培养RAW264.7细胞30分钟；分别用PBS洗3遍，使用激光共聚焦显微镜进行荧光成像，结果见图5（a）上图所示，探针几乎不发出荧光。
先使用1 μg/mL LPS刺激RAW264.7细胞6小时，随后再加入1 μg/mL PMA继续培养30分钟，随后在无血清培养基中加入1 μM本发明所述探针RL1，培养30分钟；细胞分别用PBS洗3遍，使用激光共聚焦显微镜进行荧光成像，如图5（a）下图所示，探针发出强烈的荧光。实验结果表明，本发明所述的探针，可以实现RAW264.7细胞内HOCl的检测。
实施例5：
先用1 μg/mL LPS刺激RAW264.7细胞6小时，随后再加入1 μg/mL PMA继续培养30分钟，随后在无血清培养基中加入本发明所述探针1 μM，培养30分钟；再加入溶酶体标记物LysoTracker Deep Red 继续孵育30分钟。使用激光共聚焦显微镜进行荧光成像，收集LysoTracker Deep Red和本发明探针（RL1）的荧光照片。然后进行叠加分析。图6（a）为本发明探针（RL1）的荧光图像；图6（b）为Lyso Tracker Deep Red的荧光图像；图（c）为（a）、（b）的叠加图；图（d）为亮场图像；共定位系数为0.96。

Claims (3)

1.本发明提供一种能应用于细胞溶酶体内HOCl检测的罗丹明B类荧光探针（RL1）的合成及应用，其化学结构如下。
2.如权利1所述的探针在检测溶液中HOCl的应用。
3.如权利1所述的探针在检测细胞溶酶体中HOCl的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109851622A (zh) * 2019-01-22 2019-06-07 济南大学 一种靶向溶酶体的次氯酸根荧光探针
CN110183458A (zh) * 2019-05-10 2019-08-30 安徽工业大学 一种2-甲基呋喃罗丹明6g酰胺的制备及其应用
CN110511740A (zh) * 2019-07-18 2019-11-29 广东工业大学 一种用于检测次氯酸的荧光探针及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104949946A (zh) * 2015-06-08 2015-09-30 济南大学 一种荧光探针在过氧化氢分子检测中的应用
CN105524079A (zh) * 2016-02-04 2016-04-27 泰山医学院 用于水溶性定位溶酶体的比率型pH荧光探针、其制备方法、应用及测试方法
CN106967078A (zh) * 2017-03-17 2017-07-21 济南大学 一种溶酶体靶向次氯酸荧光探针及其制备和应用
CN107325095A (zh) * 2017-07-04 2017-11-07 济南大学 一种溶酶体次氯酸荧光探针及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104949946A (zh) * 2015-06-08 2015-09-30 济南大学 一种荧光探针在过氧化氢分子检测中的应用
CN105524079A (zh) * 2016-02-04 2016-04-27 泰山医学院 用于水溶性定位溶酶体的比率型pH荧光探针、其制备方法、应用及测试方法
CN106967078A (zh) * 2017-03-17 2017-07-21 济南大学 一种溶酶体靶向次氯酸荧光探针及其制备和应用
CN107325095A (zh) * 2017-07-04 2017-11-07 济南大学 一种溶酶体次氯酸荧光探针及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SONG G J. ET AL: ""A new ratiometric fluorescent probe for sensing HOCl based on TBET in real time"", 《DYES AND PIGMENTS》 *
ZHANG Y R. ET AL: ""A Ratiometric Fluorescent Probe Based on a Through-Bond Energy Transfer (TBET) System for Imaging HOCl in Living Cells"", 《CHEM. EUR.J》 *
李美含等: ""溶酶体荧光探针研究新进展"", 《有机化学》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109851622A (zh) * 2019-01-22 2019-06-07 济南大学 一种靶向溶酶体的次氯酸根荧光探针
CN109851622B (zh) * 2019-01-22 2021-08-31 济南大学 一种靶向溶酶体的次氯酸根荧光探针
CN110183458A (zh) * 2019-05-10 2019-08-30 安徽工业大学 一种2-甲基呋喃罗丹明6g酰胺的制备及其应用
CN110511740A (zh) * 2019-07-18 2019-11-29 广东工业大学 一种用于检测次氯酸的荧光探针及其制备方法和应用

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