CN112961177B - 一种检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸nadh的近红外荧光探针及其制备方法和应用 - Google Patents

一种检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸nadh的近红外荧光探针及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112961177B
CN112961177B CN202110250268.0A CN202110250268A CN112961177B CN 112961177 B CN112961177 B CN 112961177B CN 202110250268 A CN202110250268 A CN 202110250268A CN 112961177 B CN112961177 B CN 112961177B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nadh
probe
fluorescent probe
infrared fluorescent
solution
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
CN202110250268.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112961177A (zh
Inventor
田蒋为
闫瑾
刘浩
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.)
China Pharmaceutical University
Original Assignee
China Pharmaceutical 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 China Pharmaceutical University filed Critical China Pharmaceutical University
Priority to CN202110250268.0A priority Critical patent/CN112961177B/zh
Publication of CN112961177A publication Critical patent/CN112961177A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112961177B publication Critical patent/CN112961177B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02Boron compounds
    • C07F5/022Boron compounds without C-boron linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007Non-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1055Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种检测NADH的近红外荧光探针及其应用,所述荧光探针以BODIPY为荧光母体,喹啉鎓作为NADH的还原位点,探针与NADH反应之后,由于存在较强的分子内电荷转移(ICT),最大吸收波长红移至725nm,在760nm处发射较强的荧光信号,不易受到生物基质和杂质的干扰。本发明提供的荧光探针具有较高的检测灵敏度,且BODIPY母核具有较低的细胞毒性和较好的生物相容性,可广泛的用于细胞和生物组织中NADH的检测。

Description

一种检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NADH的近红外荧光探 针及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及近红外荧光探针及制备方法和应用,特别涉及具备检测NADH的近红外荧光探针的制备方法及其应用。
背景技术
在许多生物催化过程中,还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)及其磷酸酯(NADPH)分别作为还原型辅酶Ⅰ和还原型辅酶Ⅱ有着广泛的应用。受糖酵解、三羧酸循环和线粒体呼吸的影响,NAD(P)H在能量代谢中起着至关重要的作用,是线粒体中能量产生链中的控制标志物。监视NAD(P)H的氧化还原状态是表征活体内线粒体功能的最佳参数。
NADH(Nicotinamide Adenine Dinucleotide),是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的还原态,还原型辅酶Ⅰ。N指烟酰胺,A指腺嘌呤,D是二核苷酸。NADH在维持细胞生长、分化和能量代谢以及细胞保护方面起着重要作用。NADH产生于糖酵解和细胞呼吸作用中的柠檬酸循环,并作为生物氢的载体和电子供体,在线粒体内膜上通过氧化磷酸化过程,转移能量供给ATP合成,所以NADH又被称为线粒体素。NADH分子是线粒体中能量产生链中的控制标志物。
阿尔茨海默病(Alzheimer Disease,AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。临床上以记忆障碍、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征,病因迄今未明。有研究表明AD患者神经元细胞线粒体内NADH含量明显低于非AD患者。因此,检测NADH的近红外荧光探针用来进一步研究AD的发病进程具有广阔的应用前景。
近红外荧光探针作为NADH检测的主要手段之一,在细胞及活体内NADH检测中发挥着重要作用。常见的传统检测NADH方法有紫外分光光度法、电化学分析法、毛细管电泳法、色谱法、酶循环法等。与这些传统NADH检测方法(只能体外检测、信号弱、背景高等)相比,近红外荧光探针检测方法的灵敏度高,对活细胞无毒性,稳定性好,反应快,使用方便,更具有优势。因而构建、研发可识别检测NADH的近红外荧光探针是目前NADH检测的研究热点。
发明内容
为克服上述现有技术中的缺点,本发明目的是提供一种具备检测NADH的近红外荧光探针及其制备方法和应用。
本发明通过以下技术方案实现发明目的:
本发明的第一个目的是提供一种实时检测NADH的近红外荧光探针,该探针的结构式如式(Ⅰ)所示:
Figure BDA0002965727990000021
进一步的,式(Ⅰ)所示近红外荧光探针以硼二吡咯甲烷(BODIPY,CAS:947328-71-4)为荧光母体,喹啉鎓作为NADH的还原位点。
探针与NADH反应之后,由于存在较强的分子内电荷转移(ICT),最大吸收波长移至715nm,并在760nm处发射较强的荧光信号。
为达到上述目的,本发明采用如下反应步骤:
Figure BDA0002965727990000022
本发明的第二个目的是提供一种制备前述检测NADH的近红外荧光探针的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
a:取式(Ⅱ)所示化合物1和3-喹啉甲醛置于装有迪安-斯达克分水器的圆底烧瓶中,并用乙腈和哌啶的混合溶液溶解,在对甲基苯磺酸(p-TsOH)的催化下,80℃回流30分钟,得到固体产物;
所述化合物1与3-喹啉甲醛物质的量的比为1:2;所述混合溶液中,乙腈和哌啶的体积比为50:1,所述化合物1在混合溶液中的浓度为5~6mg/mL。
将所得固体产物溶解在二氯甲烷中,用水洗涤,优选的,洗涤次数为3次;所得有机相经无水硫酸钠干燥,减压蒸发溶剂,所得残渣经硅胶柱层析纯化,再由二元溶剂重结晶得到式(Ⅲ)所示化合物2(蓝色固体),所述二元溶剂为二氯甲烷/正己烷,优选的,所述二氯甲烷与正己烷的体积比为1:8;所述化合物1和化合物2结构式如下:
Figure BDA0002965727990000031
b:将化合物2和碘甲烷加入到三氯甲烷中,得到混合物,所述化合物2在三氯甲烷中的浓度为20mg/mL,所述碘甲烷与三氯甲烷体积比为1:100;
室温下,将混合物在氮气保护下搅拌24小时,减压蒸发溶剂,所得残渣加入二氯甲烷得到新的沉淀(化合物3,紫色固体),即为式(Ⅰ)所示检测NADH的近红外荧光探针。
本发明的第三个目的是提供前述的近红外荧光探针在检测NADH中的应用,具体的,为式(Ⅰ)所示的检测NADH的近红外荧光探针作为荧光化学传感器用于细胞和生物组织中NADH的检测的应用。
所述近红外荧光探针与NADH反应之前,在652nm处有荧光发射;在与NADH反应之后,会在700~760nm处产生新的荧光,为OFF-ON型荧光反应。优选的,在760nm处产生新的荧光。
进一步的,所述近红外荧光探针与NADH反应之前,荧光光谱仪检测中,所述荧光探针的激发波长为595nm,发射波长为652nm;与NADH反应之后,产物的激发波长为715nm,发射波长为760nm。
进一步的,所述荧光探针的线性范围为0.1μM~15μM的NADH,检测限为0.20μM的NADH。
进一步的,所述应用包括以下步骤:
S1、取所述近红外荧光探针,溶于乙腈,充分混匀,使其完全溶解,配制探针储备液,放于4℃冰箱备用;所述探针储备液中,近红外荧光探针的浓度为2×10-3M。
S2、制备待测样品;所述待测样品为NADH溶液;
待测样品制备方法为:取NADH,溶于PBS缓冲液,配制NADH溶液;
S3、将S1得到的探针储备液和S2得到的待测样品,以及吐温溶液混合,再用PBS缓冲液定容,所述PBS缓冲液pH=5~8,使得探针浓度为10μM,NADH浓度为100μM,吐温溶液的体积比为0.05%,进行反应,所述反应温度为37℃,反应时间为60~90分钟,优选的,反应PBS缓冲液pH=7.4,反应时间为60分钟;
S4、采用荧光分光光度计进行荧光测试,当反应体系在激发波长为715nm,发射波长为760nm,表示待测样品中包含NADH。
或者,所述应用包括以下步骤:
S1、取所述近红外荧光探针,溶于乙腈,充分混匀,使其完全溶解,配制探针储备液,放于4℃冰箱备用;所述探针储备液中,近红外荧光探针的浓度为2×10-3M。
S2、制备待测样品,所述待测样品为待测细胞;
待测样品制备方法为:将待测细胞接种到35mm共聚焦培养皿中,并在37℃,5%CO2培养箱中正常培养培养24小时,所述待测细胞接种密度为5×103~3×104个/mL,进一步优选的,所述待测细胞接种密度为1×104个/mL;
S3、将S1得到的探针储备液和S2得到的待测样品,以及吐温溶液混合,再用无血清培养基定容,使得探针浓度为10μM,吐温溶液的体积比为0.05%,进行反应,所述反应温度为37℃,反应时间为为15~60分钟优选的,反应时间为15分钟;
S4、用PBS缓冲液冲洗S3所得样品,优选的,用PBS缓冲液冲洗S3所得样品冲洗3次,加入不含酚红的培养基,采用激光共聚焦显微镜进行细胞共聚焦成像,在715nm激发探针,收集发射波长范围为700~760nm,正常细胞中呈现红色荧光,受损细胞NADH含量减少细胞红色荧光变弱,根据像素强度变化,判断待测样品中NADH含量。
进一步的,所述NADH为存在于细胞和生物组织中的NADH。
本发明的第四个目的是提供式(Ⅰ)所示的近红外荧光探针在作为阿尔茨海默病诊断试剂中的应用。
本发明的第五个目的是提供式(Ⅰ)所示的近红外荧光探针在制备阿尔茨海默病诊断试剂盒中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明所述的近红外荧光探针光谱变化明显、灵敏度高、特异性强、细胞毒性低、成像效果好,适用于细胞和生物组织中NADH的检测。
2、本发明所述的近红外荧光探针分子制备流程简单、产率高,适合规模化生产。
附图说明
图1是实施例1制备的荧光探针YJ-760对不同浓度NADH响应的吸收光谱变化示意图。
图2a和图2b是实施例1制备的荧光探针YJ-760对不同浓度NADH在652nm和760nm处的荧光光谱变化示意图,图2c是实施例1制备的荧光探针YJ-760与NADH之间的线性关系示意图。
图3是实施例1制备的荧光探针YJ-760的选择性实验结果示意图。
图4是实施例1制备的荧光探针YJ-760的pH条件优化示意图。
图5是实施例1制备的荧光探针YJ-760的温度条件优化示意图。
图6是实施例1制备的荧光探针YJ-760在加入NADH以后荧光强度随时间变化的示意图。
图7是实施例1制备的荧光探针YJ-760用于监测细胞内NADH浓度变化的动态监测。
图8是荧光探针YJ-760“关闭-开启”原理图
具体实施方式
本发明中,“M”表示mol/L。
本发明中,“μM”表示μmol/L。
本发明中,YJ-760表示本发明式(Ⅰ)所示的近红外荧光探针。
实施例1:
取式(Ⅱ)所示化合物1 300mg和292mg的3-喹啉甲醛置于装有迪安-斯达克分水器的圆底烧瓶中,并用50mL乙腈和1mL哌啶的混合溶液溶解,所述化合物1在混合溶液中的浓度为5.88mg/mL,在对甲基苯磺酸(p-TsOH)的催化下,80℃回流30分钟,得到固体产物。
所得固体溶解在二氯甲烷中,并用水洗涤3次。将洗涤所得有机相经无水硫酸钠干燥,减压蒸发溶剂,所得残渣经硅胶柱层析纯化(采用二元溶剂体积百分比80%乙酸乙酯/正己烷为洗脱液),再由二元溶剂二氯甲烷/正己烷重结晶得到式(Ⅲ)所示化合物2(蓝色固体)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=9.13(d,J=4Hz,2H),8.50(s,2H),8.18(m,2H),7.99(t,J=4Hz,4H),7.77(t,J=8Hz,2H),7.63(t,J=8Hz,2H),7.54(m,3H),7.44(s,1H),7.40(s,1H),7.36(m,2H),6.75(s,2H),2.05(s,6H)。HRMS:Ca1cd for[M+H]+,m/z=602.2453;Found m/z=603.2520。化合物1和化合物2结构式如下:
Figure BDA0002965727990000061
将化合物2(100mg,0.17mmol)和碘甲烷(0.05mL,0.85mmol)加入到5mL的三氯甲烷中,得到混合物。
室温下,将混合物在氮气保护下搅拌24小时。减压蒸发溶剂,所得残渣加加入10mL二氯甲烷得到新的沉淀(式(Ⅰ)所示化合物3,紫色固体),即得到检测NADH的近红外荧光探针。化合物合成产率为88%。1H NMR(400MHz,DMSO):δ=9.88(d,J=28Hz,1H),8.50(s,2H),9.42(s,1H),9.18(s,1H),8.58(m,3H),8.11(m,2H),7.92(m,3H),7.89(m,5H),7.65(m,3H),7.52(t,J=4Hz,2H),7.17(t,J=20Hz,2H),4.72(d,J=4Hz,3H),1.50(t,J=4Hz,6H)。HRMS:Ca1cd for[M+H]+,m/z=617.2688;Found m/z=617.2697。化合物3(YJ-760)结构式如式(Ⅰ)所示:
Figure BDA0002965727990000062
应用例1:
S1、准确称取0.0062g实施例1制备的探针化合物3(YJ-760),溶于5mL乙腈(色谱纯)中,充分混匀,使其完全溶解,放于4℃冰箱备用,得到探针储备液,浓度为2×10-3M。
S2、本应用例待测样品为NADH溶液。取NADH,溶于PBS缓冲液,配制0-200μM范围内不同浓度的NADH溶液(0、1、2、5、10、15、25、50、75、100、120、150、200μM);
S3、在2mL EP管中,分别加入S1制备的探针储备液,吐温溶液,S2得到的0-200μM范围内不同浓度的NADH溶液(0、1、2、5、10、15、25、50、75、100、120、150、200μM),最后用PBS缓冲液(pH=7.4)定容至1mL,使得探针浓度为10μM,吐温溶液的体积比为0.05%,充分混匀,在37℃恒温水浴中孵育1小时后,加入1cm的石英比色皿中,用紫外可见分光光度计测试吸收光谱,用荧光分光光度计测试其荧光光谱,激发波长分别为595nm和715nm。以NADH的浓度为横坐标,以760nm处的荧光强度为纵坐标,得到荧光强度随NADH浓度变化的曲线。
结果如图1所示,图1方框中所示曲线自下而上分别为浓度为0、1、2、5、10、15、25、50、75、100、120、150、200μM的NADH溶液,随着NADH浓度的增加,溶液体系在600-650nm处的吸光度逐渐下降,而在730nm处吸光度逐渐上升。如图2a和2b所示,溶液体系在652nm处的荧光强度逐渐下降,在760nm处的荧光强度逐渐上升。图2a中,曲线自上而下分别为浓度为0、1、2、5、10、15、25、50、75、100、120、150、200μM的NADH溶液,图2b中,曲线自下而上分别为浓度为0、1、2、5、10、15、25、50、75、100、120、150、200μM的NADH溶液,如图2c所示,在加入0.1~15μM的NADH情况下,荧光强度与NADH的浓度之间有一个良好的线性关系,线性方程为y=7095.95x+55876.83,线性相关系数为0.999,根据检测限公式(LOD=3σ/K)可得检测限为0.20μM。
应用例2:
本应用例探针储备液、NADH溶液同应用例1。
在2mL EP管中,分别加入探针储备液,吐温溶液,NADH溶液或者不同的干扰物溶液(表1),最后用PBS缓冲液(pH=7.4)定容至1mL,使得探针浓度为10μM,NADH浓度为100μM,吐温的体积比为0.05%,充分混匀,在37℃恒温水浴中孵育1小时后,加入1cm的石英比色皿中,用荧光分光光度计测试其在715nm波长下激发的荧光光谱,每个样品平行配制三次,保证实验结果准确性。
表1特异性选择实验所用干扰物质
Figure BDA0002965727990000071
结果如图3所示,加入的金属离子、阴离子、生物硫醇类、葡萄糖和过氧化氢都不能使760nm波长处发射的荧光增强,而加入NADH后荧光强度明显增强,表明探针YJ-760对NADH有较好的选择性。
应用例3:
本应用例探针储备液、NADH溶液同应用例1。
使用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲体系调节pH,分别在pH=3、4、5、6、7、8、9的缓冲体系中,加入探针储备液、吐温溶液和NADH溶液,最后用PBS缓冲液(pH=7.4)定容至1mL,使得探针浓度为10μM,NADH浓度为100μM,吐温的体积比为0.05%,充分混匀,在37℃恒温水浴中孵育1小时后,加入1cm的石英比色皿中,用荧光分光光度计测试其在715nm波长下激发的荧光光谱。
结果如图4所示:在pH=5~8的条件下,探针的荧光强度均较稳定,表明该探针可用于生理环境下的检测。
应用例4:
本应用例探针储备液、NADH溶液同应用例1。
在2mL EP管中,分别加入探针储备液,吐温溶液,NADH溶液,最后用PBS缓冲液(pH=7.4)定容至1mL,使得探针浓度为10μM,NADH浓度为100μM,吐温的体积比为0.05%,充分混匀,分别在20℃、25℃、30℃、37℃和45℃恒温水浴中孵育1小时后,加入1cm的石英比色皿中,用荧光分光光度计测试其在715nm波长下激发的荧光光谱。
结果如图5所示,37℃时的荧光强度最大,因此我们选择37℃作为探针的孵育温度。应用例5:
本应用例探针储备液、NADH溶液同应用例1。
首先测试探针本身随反应时间变化的荧光光谱,在2mL EP管中,分别加入探针储备液,吐温溶液,最后用PBS缓冲液(pH=7.4)定容至1mL,使得探针浓度为10μM,吐温的体积比为0.05%,充分混匀后在37℃恒温水浴中分别孵育0、10、20、30、40、50、60、70、80、90分钟后,加入1cm的石英比色皿中,用荧光分光光度计测试其在715nm波长下激发的荧光光谱。
用同样的方法,在2mL EP管中,分别加入探针储备液,吐温溶液,NADH溶液,最后用PBS缓冲液(pH=7.4)定容至1mL,使得探针浓度为10μM,NADH浓度为50μM或100μM,吐温的体积比为0.05%,充分混匀后在37℃恒温水浴中分别孵育0、10、20、30、40、50、60、70、80、90分钟后,加入1cm的石英比色皿中,用荧光分光光度计测试其在715nm波长下激发的荧光光谱。以时间为横坐标,荧光强度为纵坐标,得到探针以及探针与NADH反应的动力学曲线。
结果如图6所示,探针本身的荧光强度在90分钟内无明显变化,当加入NADH后,荧光强度在60分钟左右达到最大值,并保持不变,故选用60分钟为最优反应温度。因此,探针和NADH反应需要一定的时间,在后面的实验中,探针需要与NADH在37℃恒温水浴孵育60分钟之后再进行测试。
应用例6:
本应用例探针储备液同应用例1。
将神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y细胞(来源:ATCC)以1×104个/mL密度接种到35mm共聚焦培养皿中,并在37℃,5%CO2培养箱中正常培养培养24小时。将细胞分为三组,分别为对照组、造模组和给药组。对照组即正常细胞,模型组即β淀粉样蛋白(Aβ)造模后红色荧光减弱,给药组即β淀粉样蛋白(Aβ)造模后再给予治疗药物多奈哌齐;将细胞在培养箱中孵育24小时,使其完全贴壁。将培养基吸出,对照组加入无血清培养基继续孵育,造模组和给药组加入等体积用无血清稀释的10μM Aβ(β淀粉样蛋白)继续孵育。48小时后,将培养基吸出,对照组和造模组加入无血清的培养基继续孵育,给药组加入10μM的多奈哌齐。24小时后,将培养基吸出。三组样品处理完成后,加入探针储备液、吐温溶液混合,再用无血清培养基定容,使得探针浓度为10μM,吐温溶液的体积比为0.05%,继续孵育。反应15分钟后,将培养基吸出,用PBS缓冲液冲洗3次,加入不含酚红的培养基进行细胞共聚焦成像。
采用激光共聚焦显微镜进行共聚焦荧光成像检测。在715nm激发YJ-760探针,收集发射波长范围为700~760nm。
结果如图7a和7b所示,与对照组相比,造模组的荧光强度有所降低而给药组的荧光有所恢复,所述荧光探针在对照组即正常细胞中呈现红色荧光,在模型组即β淀粉样蛋白(Aβ)造模后红色荧光减弱,在给药组即β淀粉样蛋白(Aβ)造模后再给予治疗药物多奈哌齐后红色荧光会有所恢复,表明该探针可用于对细胞内的NADH进行成像,同时印证了在阿尔兹海默症过程中,NADH的浓度会有所下降,而在给予治疗药物多奈哌齐之后,NADH的浓度有所上升,本发明检测NADH的近红外荧光探针能够用于研究阿尔兹海默症的发病进程。

Claims (16)

1.一种实时检测NADH的近红外荧光探针,其特征在于,该探针的结构式如式(Ⅰ)所示:
Figure FDA0003477630270000011
2.根据权利要求1所述的检测NADH的近红外荧光探针,其特征在于:所述近红外荧光探针以硼二吡咯甲烷为荧光母体,喹啉鎓作为NADH的还原位点。
3.一种制备权利要求1所述检测NADH的近红外荧光探针的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
a:取式(Ⅱ)所示化合物1和3-喹啉甲醛置于装有迪安-斯达克分水器的圆底烧瓶中,并用乙腈和哌啶的混合溶液溶解,在对甲基苯磺酸的催化下,80℃回流30分钟,得到固体产物;
所述化合物1与3-喹啉甲醛物质的量的比为1:2;所述混合溶液中,乙腈和哌啶的体积比为50:1,所述化合物1在混合溶液中的浓度为5~6mg/mL;
将所得固体产物溶解在二氯甲烷中,用水洗涤;将洗涤所得有机相经无水硫酸钠干燥,减压蒸发溶剂,所得残渣经硅胶柱层析纯化,再由二元溶剂重结晶得到式(Ⅲ)所示化合物2,所述二元溶剂为二氯甲烷/正己烷;所述化合物1和化合物2结构式如下:
Figure FDA0003477630270000012
b:将化合物2和碘甲烷加入到三氯甲烷中,得到混合物,所述化合物2在三氯甲烷中的浓度为20mg/mL,所述碘甲烷与三氯甲烷体积比为1:100;
室温下,将混合物在氮气保护下搅拌24小时,减压蒸发溶剂,所得残渣加入二氯甲烷得到新的沉淀,即为式(Ⅰ)所示检测NADH的近红外荧光探针。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:a中所述洗涤次数为3次。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:a所二元溶剂二氯甲烷与正己烷的体积比为1:8。
6.权利要求1所述的近红外荧光探针在检测NADH中的应用,其特征在于:所述近红外荧光探针与NADH反应之前,在652nm处有荧光发射;在与NADH反应之后,会在700~760nm处产生新的荧光,为OFF-ON型荧光反应。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于:所述近红外荧光探针与NADH反应之前,荧光光谱仪检测中,所述荧光探针的激发波长为595nm,发射波长为652nm;与NADH反应之后,产物的激发波长为715nm,发射波长为760nm。
8.根据权利要求6所述的检测NADH的近红外荧光探针的应用,其特征在于:所述荧光探针的线性范围为0.1μM~15μM的NADH,检测限为0.20μM的NADH。
9.根据权利要求6所述的检测NADH的近红外荧光探针的应用,其特征在于:所述应用包括以下步骤:
S1、取所述近红外荧光探针,溶于乙腈,充分混匀,使其完全溶解,配制探针储备液,放于4℃冰箱备用;
S2、制备待测样品;所述待测样品为NADH溶液;
待测样品制备方法为:取NADH,溶于PBS缓冲液,配制NADH溶液;
S3、将S1得到的探针储备液和S2得到的待测样品,以及吐温溶液混合,再用PBS缓冲液定容,所述PBS缓冲液pH=5~8,使得探针浓度为10μM,NADH浓度为100μM,吐温溶液的体积比为0.05%,进行反应,所述反应温度为37℃,反应时间为60~90分钟;
S4、采用荧光分光光度计进行荧光测试,当反应体系在激发波长为715nm,发射波长为760nm,表示待测样品中包含NADH。
10.根据权利要求9所述的检测NADH的近红外荧光探针的应用,其特征在于:S1所述探针储备液中,近红外荧光探针的浓度为2×10-3M。
11.根据权利要求9所述的检测NADH的近红外荧光探针的应用,其特征在于:S3所述反应PBS缓冲液pH=7.4,反应时间为60分钟。
12.根据权利要求6所述的检测NADH的近红外荧光探针的应用,其特征在于:所述应用包括以下步骤:
S1、取所述近红外荧光探针,溶于乙腈,充分混匀,使其完全溶解,配制探针储备液,放于4℃冰箱备用;所述探针储备液中,近红外荧光探针的浓度为2×10-3M;
S2、制备待测样品,所述待测样品为待测细胞;
待测样品制备方法为:将待测细胞接种到35mm共聚焦培养皿中,并在37℃,5%CO2培养箱中正常培养培养24小时,所述待测细胞接种密度为5×103~3×104个/mL;
S3、将S1得到的探针储备液和S2得到的待测样品,以及吐温溶液混合,再用无血清培养基定容,使得探针浓度为10μM,吐温溶液的体积比为0.05%,进行反应,所述反应温度为37℃,反应时间为15-60分钟;
S4、用PBS缓冲液冲洗S3所得样品,加入不含酚红的培养基,采用激光共聚焦显微镜进行细胞共聚焦成像,在715nm激发探针,收集发射波长范围为700-760nm,正常细胞中呈现红色荧光,受损细胞NADH含量减少细胞红色荧光变弱,根据像素强度变化,判断待测样品中NADH含量。
13.根据权利要求12所述的检测NADH的近红外荧光探针的应用,其特征在于:S2中所述待测细胞接种密度为1×104个/mL。
14.根据权利要求12所述的检测NADH的近红外荧光探针的应用,其特征在于:S3中所述反应时间为15分钟。
15.根据权利要求12所述的检测NADH的近红外荧光探针的应用,其特征在于:S4中所述冲洗为用PBS缓冲液冲洗S3所得样品冲洗3次。
16.权利要求1所述的近红外荧光探针在制备阿尔茨海默病诊断试剂盒中的应用。
CN202110250268.0A 2021-03-08 2021-03-08 一种检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸nadh的近红外荧光探针及其制备方法和应用 Active CN112961177B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110250268.0A CN112961177B (zh) 2021-03-08 2021-03-08 一种检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸nadh的近红外荧光探针及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110250268.0A CN112961177B (zh) 2021-03-08 2021-03-08 一种检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸nadh的近红外荧光探针及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112961177A CN112961177A (zh) 2021-06-15
CN112961177B true CN112961177B (zh) 2022-04-19

Family

ID=76276892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110250268.0A Active CN112961177B (zh) 2021-03-08 2021-03-08 一种检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸nadh的近红外荧光探针及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112961177B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113735768B (zh) * 2021-08-18 2022-05-03 陕西科技大学 双光子双比率型NADH、HClO、H2S三级响应近红外荧光探针及其制备方法和应用
CN114621200B (zh) * 2022-03-15 2023-04-18 山西大学 一种近红外荧光探针及其制备方法和应用
CN115850308A (zh) * 2022-11-07 2023-03-28 淮阴工学院 一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103342720A (zh) * 2013-07-01 2013-10-09 南京大学 近红外bodipy类的羟基自由基探针及其合成方法和用途

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103342720A (zh) * 2013-07-01 2013-10-09 南京大学 近红外bodipy类的羟基自由基探针及其合成方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN112961177A (zh) 2021-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112961177B (zh) 一种检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸nadh的近红外荧光探针及其制备方法和应用
Li et al. A two-photon NIR-to-NIR fluorescent probe for imaging hydrogen peroxide in living cells
CN105732564B (zh) 一种双光子荧光探针及在检测缺氧区硝基还原酶中的应用
CN111303102B (zh) 一种硝基还原酶响应的乏氧探针化合物及其制备与应用
CN110540837A (zh) 一种过氧化氢近红外荧光探针的制备和应用
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
Wang et al. A diazabenzoperylene derivative as ratiometric fluorescent probe for cysteine with super large Stokes shift
CN109776564A (zh) 一种氧杂蒽结构的亚铁离子荧光探针及其合成方法和应用
CN107286173B (zh) Rhodol类衍生物及其制备方法和应用
CN112794857B (zh) 一种可用于亚铁离子检测的荧光探针及制备和应用
CN106632212A (zh) 一种检测细胞内半胱氨酸的荧光探针
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
CN109694372B (zh) 一种双光子荧光探针及其制备方法与应用
CN110643355A (zh) 一种检测内质网极性的荧光探针及其制备方法和应用
CN114163463A (zh) 一类针对肿瘤过程中过氧化氢实时变化的近红外荧光双光子荧光探针设计及其合成方法
CN114835658B (zh) 一种用于检测硫化氢的荧光探针及其制备方法和应用
CN114292267B (zh) 一类具有硝基还原酶响应的β-咔啉喹啉鎓盐及其制备方法和应用
CN113999159B (zh) 一种粘度敏感的荧光探针,其制备方法及应用
CN112920157B (zh) 一种苯偶连苯并吡喃衍生物及其合成方法和应用
CN108299402A (zh) 一种多功能超灵敏Zn2+双光子检测荧光分子探针的制备方法及应用
CN110483573B (zh) 一种线粒体靶向次氯酸比率型双光子荧光探针及其制备方法和用途
CN114773290A (zh) 一种黏度响应型线粒体靶向荧光探针及其制备方法和应用
CN113072927A (zh) 一种基于zif材料的近红外纳米荧光探针的制备和应用
CN114437055B (zh) 用于连续检测铜离子和高半胱氨酸的荧光探针及其制备方法和应用
CN114507204B (zh) 一种高尔基体靶向超氧阴离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