CN112745287B - 一种荧光探针hm及其制备方法和应用 - Google Patents

一种荧光探针hm及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112745287B
CN112745287B CN202011623148.2A CN202011623148A CN112745287B CN 112745287 B CN112745287 B CN 112745287B CN 202011623148 A CN202011623148 A CN 202011623148A CN 112745287 B CN112745287 B CN 112745287B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorescent probe
clo
detection
preparation
probe
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.)
Active
Application number
CN202011623148.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112745287A (zh
Inventor
张永斌
段月香
王娟娟
钞建宾
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.)
Shanxi University
Original Assignee
Shanxi University
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 Shanxi University filed Critical Shanxi University
Priority to CN202011623148.2A priority Critical patent/CN112745287B/zh
Publication of CN112745287A publication Critical patent/CN112745287A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112745287B publication Critical patent/CN112745287B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/04—Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring
    • C07D311/06—Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 2
    • C07D311/08—Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 2 not hydrogenated in the hetero ring
    • C07D311/16—Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 2 not hydrogenated in the hetero ring substituted in position 7
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom

Abstract

本发明提供了一种荧光探针HM及其制备方法和应用。所述的荧光探针是7‑(二乙氨基)‑3‑[3‑(2‑羟基‑5‑甲氧基苯基)‑3‑氧代‑1‑丙烯基]香豆素。其制备方法：将7‑(二乙氨基)香豆素‑3‑甲醛和1‑(2‑羟基‑5‑甲氧基苯基)乙酮按等摩尔比溶解于乙腈中，滴入哌啶，加热回流20个小时，冷却至室温，减压抽滤，收集滤渣，真空干燥后，得到产物，为红色固体。该荧光探针对ClO‑的检测是增强型的，并且显示了高的灵敏性、以及良好的选择性和稳定性，并且具有检测过程简便、快速，检测结果准确等优点。此外，通过结合激光共聚焦扫描显微技术和生物活体成像技术，该新型荧光探针成功应用于细胞和肝癌小鼠模型中的ClO‑的检测。

Description

一种荧光探针HM及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及荧光探针，具体属于一种荧光探针及其制备方法，以及该探针应用于生物样品中ClO-的检测。
背景技术
活性氧(ROS)是氧的高活性代谢产物，例如过氧化氢(H2O2)，次氯酸/次氯酸根(HOCl/ClO-)，单线态氧(1O2)，过氧亚硝酸盐(ONOO-)，羟基自由基(OH·)和臭氧(O3)。正常水平的ROS可以维持细胞和组织中的氧化还原稳态，而过量的ROS引起的氧化应激是涉及人类多种疾病的发生发展与人体衰老的一个重要因素。作为由髓过氧化物酶(MPO)催化H2O2和氯离子(Cl-)反应产生的氧化产物，ClO-是一种具有强氧化性的ROS。ClO-可以与DNA，蛋白质和脂质相互作用，并涉及多种生物学过程，通常是消灭入侵微生物。另外，ClO-在许多病理过程中也起着至关重要的作用，包括肾脏疾病、糖尿病、肝损伤、动脉粥样硬化，甚至癌症。据报道，正常组织中ClO-的生理浓度为5-25μM，而在病理条件下ClO-的浓度远高于100μM。内源性ClO-的变化被认为是一个ROS耦合疾病发展的重要指标。因此，精确检测体内ClO-的变化是及时诊断ClO-相关疾病的一种潜在策略。
目前已经存在的检测次氯酸或次氯酸盐的方法有色谱法，化学发光法，电分析法等。然而，这些方法灵敏度低，操作复杂，更重要的是，不能应用于体内HClO/ClO-的检测。而荧光探针作为最有力的检测分析物的工具之一，因为它们具有高灵敏度，操作简单不需要借助复杂仪器就可实现对分析物的检测，并且还具有易于可视化细胞内动力学和高分辨率定位感兴趣的生物分子的优点。通过细胞、组织和活体内的荧光成像，可实现生物体内次氯酸盐的检测。因此，这就迫切需要合成具有简单、灵敏度高、选择性好、检出限低、光稳定性好的荧光探针用于检测生物样品的ClO-。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种荧光探针HM。目的之二是提供该探针HM的制备方法，该制备工艺简单，成本低廉。目的之三是提供该探针的用途，即应用于细胞外源性和肝癌小鼠模型中内源性ClO-的检测。该探针应具有响应迅速、灵敏度高、选择性高、以及生物相容性好等优点。
本发明提供的一种荧光探针HM，其是7-(二乙氨基)-3-[3-(2-羟基-5-甲氧基苯基)-3-氧代-1-丙烯基]香豆素，结构式为：
Figure GDA0003351417640000021
本发明提供的一种的荧光探针HM的制备方法，包括如下步骤：
(1)将7-(二乙氨基)香豆素-3-甲醛和1-(2-羟基-5-甲氧基苯基)乙酮按等摩尔比溶解于乙腈中，滴入哌啶，加热回流20小时，过程中不断有红色固体析出；
(2)反应结束后，冷却至室温，红色固体大量析出；
(3)减压抽滤，洗涤沉淀，干燥，得到红色的固体产物。
其合成路线如下：
Figure GDA0003351417640000022
本发明提供的一种定量荧光检测ClO-的方法，其步骤为：
(1)用DMSO配制2mM的荧光探针HM储备液；
(2)将2.0mL C2H5OH/PBS(2/3,v/v)体系以及10.0μL荧光探针储备液加入荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上进行滴定实验，随着ClO-的加入，605nm处的荧光强度逐渐增强；
(3)以ClO-浓度为横坐标，以605nm处的荧光强度为纵坐标绘制图并进行Sigmoidal拟合，线性回归方程为：F＝26.382*[ClO-]+333.235，ClO-浓度的单位为10-6mol/L；线性相关系数为R2＝0.9937，最佳线性响应范围为0μM–29.48μM。
稳定性实验证明荧光探针对ClO-的测定具有良好的光稳定性。
经实验验证，常见阴离子和生物硫醇不干扰体系对ClO-的测定。
本发明的荧光探针HM通过细胞外源性和肝癌小鼠模型中内源性的ClO-成像实验，证明了可用于检测生物样品内ClO-变化。
与现有荧光探针相比，本发明合成荧光探针HM具有以下优点：1、本发明的荧光探针合成步骤简单，成本低廉。2、检测手段简单，只需要借助荧光光谱仪即可实现。3、荧光探针HM对ClO-响应具有响应时间短、灵敏度高和选择性好等特点，并且不受常见阴离子和生物硫醇的干扰。4、荧光探针HM的检测限极低，有利于对生物样品中微量ClO-的检测。5、荧光探针HM可用于细胞外源性和肝癌小鼠模型中内源性ClO-的检测。
附图说明
图1实施例2荧光探针随ClO-变化的紫外吸收光谱图
图2实施例3荧光探针随ClO-变化的荧光滴定图
图3实施例3荧光探针对ClO-响应的工作曲线
图4实施例4荧光探针对常见阴离子的响应情况
图5实施例5HeLa细胞成像图
图6实施例6肝癌小鼠模型成像图
具体实施方式
实施例1荧光探针的制备
(1)将7-(二乙氨基)香豆素-3-甲醛(0.1225g，0.5mmol)和1-(2-羟基-5-甲氧基苯基)乙酮(0.083,0.5mmol)溶解于乙腈(10mL)中，滴入哌啶(0.1mL，1mmol)，加热回流20个小时,过程中不断有红色固体析出；
(2)反应结束后，冷却至室温，红色固体大量析出；
(3)减压抽滤，洗涤沉淀，干燥，得到0.063g的红色固体产物，产率为32％。
荧光探针用1H NMR表征，结果如下：
1H NMR(600MHz,DMSO-d6,δ/ppm):δ11.98(s,1H),8.55(s,1H),8.07(d,J＝15.4Hz,1H),7.77(d,J＝15.3Hz,1H),7.52(d,J＝9.0Hz,1H),7.44(d,J＝3.0Hz,1H),7.21(dd,J＝9.0,3.0Hz,1H),6.95(d,J＝9.0Hz,1H),6.82(dd,J＝9.0,2.2Hz,1H),6.62(d,J＝1.9Hz,1H),3.80(s,3H),3.50(q,J＝7.0Hz,4H),1.15(t,J＝7.0Hz,6H).
13C NMR(150MHz,DMSO-d6,δ/ppm):193.13,160.54,157.15,156.09,152.61,152.11,146.17,140.52,139.54,131.14,129.85,123.58,121.59,121.05,119.15,113.42,110.55,108.88,96.71,96.03,56.27,44.85,12.87.
实施例2荧光探针HM随ClO-变化的紫外吸收光谱图
在2.0mL C2H5OH/PBS(2/3,v/v)体系中加入10.0μL荧光探针储备液,进行ClO-紫外滴定实验，并记录其紫外吸收光谱(图1)。随着ClO-量的增加，在400nm处的紫外吸收值上升，在490nm处的紫外吸收值下降。
实施例3荧光探针HM随ClO-变化的荧光滴定图
在2.0mL C2H5OH/PBS(2/3,v/v)的体系中加入10.0μL荧光探针储备液进行ClO-荧光滴定实验，在荧光分光光度仪上检测，随着ClO-的增加，605nm处的荧光强度逐渐增强(图2)。仪器参数:激发波长和发射波长的狭缝宽度分别为5.0nm、5.0nm，电压为600V，荧光探针溶液的最大激发波长λex为485nm，最大发射波长λem为605nm。以荧光强度值F为纵坐标绘制图，得到ClO-浓度的工作曲线，线性回归方程为F＝26.382*[NaClO]+333.235，NaClO浓度的单位为10-6mol/L；线性相关系数为R2＝0.9937，最佳线性响应范围为0μM–29.48μM(图3)。
实施例4荧光探针HM对常见阴离子和生物硫醇的响应情况
在2.0mL C2H5OH/PBS(2/3,v/v)的体系中加入10.0μL荧光探针储备液，再分别加入其它阴离子和生物硫醇(Cl-、Br-、I-、NO2 -、NO3 -、Ac-、SO4 2-、SO3 2-、S2O3 2-、HSO3 -、CO3 2-、HS-、P2O7 2-、ATP、Cys、Hcy、GSH)，使其最终浓度为100μM,再加入ClO-，使其最终浓度为10.0μM。分别测其荧光光谱，绘制不同阴离子以及生物硫醇对应605nm处荧光强度值的柱状图。经试验验证，其它阴离子和生物硫醇都不影响体系对ClO-的检测(图4)。
实施例5HeLa细胞成像图
将HeLa细胞在DMEM培养基，5％CO2,37℃环境中培养。在CLSM成像之前，将细胞接种在14mm玻璃盖玻片上并孵育12小时，使用前把细胞分置于多个小培养皿中。将两个小培养皿的培养液抽出，并用pH＝7.40的PBS缓冲液洗涤，然后向两个小培养皿中分别加入含有10.0μL探针(1mM，用DMSO溶解)的2.0mLPBS(pH 7.40)缓冲溶液孵育10min左右，后抽出，在用pH＝7.40的PBS缓冲液洗涤三次。向其中一个小培养皿中加入含有10.0μL(1×10-3M)ClO-的2.0mL pH＝7.40的PBS缓冲溶液孵育10min左右，后抽出，再用pH＝7.40的PBS缓冲溶液进行洗涤。最后将只孵过探针和孵过探针又孵过次氯酸盐的细胞分别置于小培养皿中加入2.0mL pH＝7.40的PBS溶液在激光共聚焦显微镜下观察。固定激发波长为488nm,收集发射波段为红色通道(580-650nm)。从图5可看出，在只加入探针时，细胞内呈现微弱的红色荧光(A1-B1)，加入ClO-后红色荧光明显增强(A2-B2)。
实施例6肝癌小鼠模型成像图
随机选取一只肝癌荷瘤鼠，称取0.0016g探针，溶解到2mL DMSO中，随后向小鼠肿瘤部位注射20μL探针溶液。设置激发波长为480nm,分别收集该小鼠加入探针后15min、30min、45min、60min的红色通道图像(580-650nm)。从图6可以看出，加入探针后15min、30min、45min、60min，小鼠瘤体部位的红色荧光逐渐增强(A-D)。

Claims (3)

1.一种荧光探针HM，其特征在于，结构式为：
Figure FDA0003368158980000011
2.如权利要求1所述的一种荧光探针HM的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将7-(二乙氨基)香豆素-3-甲醛和1-(2-羟基-5-甲氧基苯基)乙酮按等摩尔比溶解于乙腈中，滴入哌啶，加热回流20个小时,过程中不断有红色固体析出；
(2)反应结束后，冷却至室温，红色固体大量析出；
(3)减压抽滤，洗涤沉淀，干燥，得到红色的固体产物。
3.如权利要求1所述的荧光探针HM在制备检测生物样品中ClO-的试剂的应用。
CN202011623148.2A 2020-12-30 2020-12-30 一种荧光探针hm及其制备方法和应用 Active CN112745287B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011623148.2A CN112745287B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种荧光探针hm及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011623148.2A CN112745287B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种荧光探针hm及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112745287A CN112745287A (zh) 2021-05-04
CN112745287B true CN112745287B (zh) 2022-03-18

Family

ID=75650376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011623148.2A Active CN112745287B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种荧光探针hm及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112745287B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111116534B (zh) * 2019-11-25 2022-05-24 温州医科大学 一种小分子探针cmsh以及制备方法及应用
CN113999219B (zh) * 2021-11-26 2023-03-07 山西大学 一种双位点荧光探针及其合成方法和应用
CN115286602B (zh) * 2022-07-18 2023-06-16 新乡医学院 一种基于铜离子催化环化生成黄酮类中间体的反应型荧光探针及其制备方法和应用
CN115232064B (zh) * 2022-08-06 2024-02-09 南昌大学 一种两亲性双位点受体的合成及其荧光指示剂置换法识别atp与生物硫醇

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107235946A (zh) * 2017-06-20 2017-10-10 济南大学 一种谷胱甘肽荧光探针及其制备方法和应用
CN109988560A (zh) * 2019-05-17 2019-07-09 济南大学 一种新型香豆素衍生物的肼荧光探针
CN110272731A (zh) * 2019-07-15 2019-09-24 山西大学 一种荧光探针dcco及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107235946A (zh) * 2017-06-20 2017-10-10 济南大学 一种谷胱甘肽荧光探针及其制备方法和应用
CN109988560A (zh) * 2019-05-17 2019-07-09 济南大学 一种新型香豆素衍生物的肼荧光探针
CN110272731A (zh) * 2019-07-15 2019-09-24 山西大学 一种荧光探针dcco及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
７-羟基香豆素醛在检测次氯酸根中的应用;阴彩霞等;《河北大学学报(自然科学版)》;20181231;第38卷(第1期);第28-32页 *
Cyanide and biothiols recognition properties of a coumarin chalcone compound as red fluorescent probe;Yatong Sun等;《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》;20180726;第205卷;第514-519页 *
Simultaneous Discrimination of Hypochlorite and Single Oxygen during Sepsis by a Dual-Functional Fluorescent Probe;Lingliang Long等;《Anal. Chem.》;20200327;第92卷;第6072-6080页 *
基于香豆素的比率型次氯酸荧光探针;张伟杰等;《应用化学》;20171231;第34卷(第12期);第1457-1461页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112745287A (zh) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112745287B (zh) 一种荧光探针hm及其制备方法和应用
Zeng et al. A novel mitochondria-targetted near-infrared fluorescent probe for selective and colorimetric detection of sulfite and its application in vitro and vivo
CN110540837B (zh) 一种过氧化氢近红外荧光探针的制备和应用
CN108003869B (zh) 一种高灵敏检测次氯酸根的荧光探针及其合成方法与应用
Cheng et al. A near-infrared fluorescent probe for highly specific and ultrasensitive detection of hypochlorite ions in living cells
Han et al. Colorimetric hydrazine detection and fluorescent hydrogen peroxide imaging by using a multifunctional chemical probe
CN105928914A (zh) 硫化氢检测传感器及其制备方法、硫化氢的定量检测方法和细胞内硫化氢的定性检测方法
CN106749034B (zh) 对亚硫酸氢根和次氯酸根双响应比率型荧光标记试剂及其合成方法和应用
CN108398409B (zh) 一种荧光比率检测次氯酸根的方法
CN113999219B (zh) 一种双位点荧光探针及其合成方法和应用
CN111285833A (zh) 一种检测onoo-的比率型荧光分子探针及其制备方法和应用
CN109266331A (zh) 一种基于半花菁结构测次氯酸根离子的近红外荧光探针、其制备方法及应用
CN113121513A (zh) 一种咔唑-香豆素基腙类化合物及其制备方法和用途
CN112010865A (zh) 一种用于检测次氯酸的小分子荧光探针及其制备方法和应用
CN107286173B (zh) Rhodol类衍生物及其制备方法和应用
CN114181204B (zh) 一种检测粘度的近红外荧光探针及其制备和应用
Zhen et al. A NIR fluorescent probe for the specific detection of hypochlorite and its application in vitro and in vivo
CN113698379B (zh) 一种用于检测多硫化氢的荧光探针及其制备方法和应用
Chen et al. Lysosome-targeting benzothiazole-based fluorescent probe for imaging viscosity and hypochlorite levels in living cells and zebrafish
Zhu et al. A new lysosome-targeted fluorescent probe for hydrogen peroxide based on a benzothiazole derivative
CN110655510B (zh) 一种靶向脂滴的亚硫酸盐比率荧光探针及其应用
CN110669503B (zh) 一种一氧化碳近红外荧光探针的制备和应用
CN107365289A (zh) 一种次氯酸响应型荧光传感材料的制备方法与应用
CN111040465A (zh) 一种双模态检测二氧化硫的近红外荧光探针及其制备方法和用途
CN111362900A (zh) 响应onoo-的比率型小分子荧光探针及其制备方法和应用

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