CN115745991B - 一种靶向溶酶体的检测so2衍生物或粘度比率荧光探针及其应用 - Google Patents
一种靶向溶酶体的检测so2衍生物或粘度比率荧光探针及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115745991B CN115745991B CN202211484338.XA CN202211484338A CN115745991B CN 115745991 B CN115745991 B CN 115745991B CN 202211484338 A CN202211484338 A CN 202211484338A CN 115745991 B CN115745991 B CN 115745991B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- derivative
- viscosity
- fluorescence
- fluorescent probe
- 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.)
- Active
Links
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 210000003712 lysosome Anatomy 0.000 title claims abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000001868 lysosomic effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000008685 targeting Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N pyridine Substances C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 claims abstract description 7
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims abstract description 7
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 4
- CFNMUZCFSDMZPQ-GHXNOFRVSA-N 7-[(z)-3-methyl-4-(4-methyl-5-oxo-2h-furan-2-yl)but-2-enoxy]chromen-2-one Chemical compound C=1C=C2C=CC(=O)OC2=CC=1OC/C=C(/C)CC1OC(=O)C(C)=C1 CFNMUZCFSDMZPQ-GHXNOFRVSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- -1 piperazine-1-carbonyl Chemical group 0.000 claims description 6
- QXAMGWKESXGGNV-UHFFFAOYSA-N 7-(diethylamino)-1-benzopyran-2-one Chemical compound C1=CC(=O)OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C21 QXAMGWKESXGGNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims 1
- 230000002132 lysosomal effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 79
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 24
- 238000002866 fluorescence resonance energy transfer Methods 0.000 description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001218 confocal laser scanning microscopy Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229960000988 nystatin Drugs 0.000 description 3
- VQOXZBDYSJBXMA-NQTDYLQESA-N nystatin A1 Chemical compound O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/CC/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 VQOXZBDYSJBXMA-NQTDYLQESA-N 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- RDOAUPPSCNSYPM-UHFFFAOYSA-N 3,4-dihydropyridine Chemical compound C1CC=NC=C1 RDOAUPPSCNSYPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical class I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NHJVRSWLHSJWIN-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O NHJVRSWLHSJWIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 1
- 201000001320 Atherosclerosis Diseases 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical class C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008045 co-localization Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000004624 confocal microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 150000004775 coumarins Chemical class 0.000 description 1
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012632 fluorescent imaging Methods 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Substances O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针，该探针由香豆素衍生物荧光团(能量供体)、哌嗪(连接基团)和(E)‑5‑甲酰基‑3‑甲基‑2‑(2‑(2,3,6,7‑四氢‑1H,5H‑吡啶[3,2,1‑ij]喹啉‑9‑基)乙烯基)苯并[d]噻唑‑3碘盐(能量受体)三部分构成，其化学结构式如式(I)所示。本发明的探针能够高选择性地与SO2衍生物作用，并且I485/I625与SO2衍生物浓度在一定范围内呈线性关系。此外，本发明的探针对体系粘度变化具有敏感响应，粘度增加，使得受体荧光增强，能够识别粘度变化。有望在检测含SO2衍生物的样品或/和检测不同粘度的样品中发挥作用，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种比率荧光探针及其应用，尤其涉及一种基于荧光共振能量转移机理、以香豆素衍生物为供体、(E)-5-甲酰基-3-甲基-2-(2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-基)乙烯基)苯并[d]噻唑-3碘盐为受体的用于检测细胞溶酶体中SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针及其应用；属于有机小分子荧光探针技术领域。
背景技术
粘度是一种重要的微环境参数，调控许多有机体的生理活动，例如信号调节，营养转运，细胞代谢和凋亡等。粘度的变化通常与某些疾病有关，例如糖尿病、高血压、动脉粥样硬化、阿尔茨海默氏症，甚至癌症。可视化示踪细胞内粘度变化对研究其生物学功能非常必要。二氧化硫(SO2)是一种常见的大气环境污染物，此外，以HSO3 -/SO3 2-的形式广泛存在于水资源，污染环境。二氧化硫或衍生物作为添加剂应用于食品和葡萄酒中，所以食物以及有机生物体内亦存在HSO3 -/SO3 2-。研究表明体内HSO3 -/SO3 2-具有生理功能，其浓度异常则会引发心血管病甚至癌症等疾病的发生。对生物体内源性HSO3 -/SO3 2-含量的实时监测，有助于研究HSO3 -/SO3 2-的生理与病理作用，实时检测细胞内HSO3 -/SO3 2-的浓度与分布具有重要意义。
近年来荧光探针研究突飞猛进，人们致力于开发具有高选择性、高灵敏度、低检测线等应用性能的荧光探针。用于检测HSO3 -/SO3 2-及粘度的荧光探针备受关注，是当前研究热点之一[Chem.Soc.Rev.,2018,47,8842-8880；Chem.Eur.J.2022,e202202366]。比率型荧光探针能够通过两个发射峰强度的比值实现自校正，稳定性好、抗干扰能力强，比单发射信号荧光探针具有明显优势。基于分子内电荷转移机理设计的比率型探针往往存在双峰间距小、相互干扰、精确度差等不足；基于FRET机理的比率荧光探针表现出优异性能。探针由能量供体、能量受体以及连接体三部分构成。通过激发供体使能量传递给受体，探针呈现出增强的受体荧光。一种FRET模板是探针本身为FRET开启状态，随着被检测物种的浓度增加，FRET过程逐渐被阻断，受体无法接受供体的能量，供体和受体的荧光发射强度发生一增一减的变化。另一种模板是探针本身为FRET阻断状态，随着被检测物种的浓度增加，FRET过程逐渐打开，受体接受供体的能量，供体和受体的荧光发射强度发生跷跷板式变化。因此，供体和受体两者的荧光强度比值与被检测物种的浓度在一定范围内呈现函数关系。目前，许多基于FRET机理的荧光探针存在能量传递效率低、两个最大发射波长之间的距离小、探针的水溶性差等不足，亟待开发新的荧光团，以构筑新型的FRET机理的荧光探针，更好地满足应用需求。经检索，有关基于荧光共振能量转移机理以(E)-5-甲酰基-3-甲基-2-(2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-基)乙烯基)苯并[d]噻唑-3碘盐为受体的用于检测细胞溶酶体中SO2衍生物以及粘度的双响应型的比率荧光探针及其应用鲜见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种基于荧光共振能量转移机理的靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针及其应用。
本发明所述的靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针，其特征在于：所述比率荧光探针由能量供体香豆素衍生物荧光团、连接基团哌嗪和能量受体(E)-5-甲酰基-3-甲基-2-(2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-基)乙烯基)苯并[d]噻唑-3碘盐三部分构成；其化学名称为：(E)-5-(4-(7-(二乙氨基)-2-氧代-2H-色满-3-羰基)哌嗪-1-羰基)-3-甲基-2-(2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-基)乙烯基)苯并[d]噻唑-3-碘盐(缩写为CBN)，其化学结构式如式(I)所示：
上述靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针的制备方法是：根据已报道方法制备出5-(4-(7-(二乙氨基)-2-氧代-2H-色满-3-羰基)哌嗪-1-羰基)-2,3-二甲基苯并[d]噻唑-3-碘盐，然后与2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-甲醛进行缩合反应，制得所述用于检测细胞溶酶体中SO2衍生物及粘度的双响应型比率荧光探针(缩写为CBN)。
制备化学反应式如下：
本发明所述靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针在检测含SO2衍生物的样品中的应用。
本发明所述靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针在检测不同粘度的样品中的应用。
其中：所述含SO2衍生物或不同粘度的样品是指培养的细胞或粘度不同的溶液。
本发明提供的靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针在无SO2衍生物的存在下，能量供体被激发后将能量传递给能量受体，使探针表现出增强的受体荧光；与SO2衍生物反应后，生成新的加成产物，能量受体结构改变，如图1所示，FRET能量转移过程被阻断，能量供体被激发后表现为供体发射荧光。随着SO2衍生物的浓度变化，两个发射波长的荧光强度发生跷跷板式改变；从而实现了对SO2衍生物的比率检测。由于探针CBN受体结构含有可以旋转的化学键，导致TICT，荧光强度弱。当识别体系的粘度增加时，阻碍了单键的旋转即抑制了TICT过程，使得荧光增强，如图1所示。
具体的：配制本发明所述靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针的测试溶液(DMSO/PBS缓冲液，v/v＝1:9，pH＝7.4)，分别加入一定量的活性氧、活性氮以及金属离子的水溶液，如：HSO3 -,S2-,HS-,Cys,Hcy,GSH,CO3 2-,NO3 -,S2O3 2-,CH3COO-,SO4 2-,Cl-,Br-,I-,H2O2,ClO-,Zn2+,Ca2+,K+,Mg2+,Na+等。对上述溶液进行荧光测试，结果表明本发明的探针对SO2衍生物有很好的选择性以及抗干扰性，见图2。
实验显示：本发明所述的靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针随SO2衍生物浓度的增加，探针在485nm处荧光强度逐渐增强，625nm处荧光强度逐渐减弱；二者比值相对SO2衍生物浓度在一定范围内呈线性关系。可以确定该探针能够定量检测低浓度的SO2衍生物，见图3。
在加入上述荧光探针的HepG2活细胞中，用激光扫描共聚焦显微镜观察不加GSH/Na2S2O3和加入GSH/Na2S2O3(GSH/Na2S2O3：促进细胞代谢内源性产生SO2衍生物)的细胞荧光显微成像变化。可以看出不加入GSH/Na2S2O3的细胞红色通道荧光较强，蓝色通道荧光较弱；实验组(加GSH/Na2S2O3)红色通道荧光较对照组减弱，蓝色通道荧光较对照组明显增强；其蓝色通道荧光与红色通道荧光强度统计值的比值变化非常明显，见图4a,b。
在加入上述荧光探针的LO-2活细胞中,用激光扫描共聚焦显微镜观察加入GSH/Na2S2O3和NaHSO3的细胞荧光显微成像变化。可以看出加入GSH/Na2S2O3的实验组红色通道荧光较强，蓝色通道荧光较弱，两者与对照组无明显差别；加入Na2HSO3的细胞红色通道荧光较弱，蓝色通道荧光较强；其蓝色通道荧光与红色通道荧光强度统计值的比值变化非常明显，见图5a,b。
用制霉菌素(10,20μM)孵育HeLa细胞半小时，然后CBN(3μM)孵育1h。制霉菌素使细胞粘度增大，用激光扫描共聚焦显微镜观察，蓝色通道荧光与红色通道荧光强度统计值的比值变化非常明显，见图6。
实验还显示，本发明所述的荧光探针能够靶向溶酶体，见图7。
综上，本发明公开的用于检测SO2衍生物及粘度的比率荧光探针能够靶向溶酶体，一方面高选择性地与SO2衍生物作用，随着SO2衍生物浓度的增加，其荧光发射强度在485nm处逐渐增强，在625nm处逐渐减弱；二者比值(I485/I625)与SO2衍生物浓度在一定范围内呈线性关系。另一方面对体系粘度变化具有敏感响应，粘度增加，使得受体荧光增强，能够识别粘度变化。该检测体系不仅具有大的斯托克斯位移(210nm)，很高的能量传递效率(96.8％)，两个发射峰间距大(140nm)以及快速响应等显著优点，而且能够同时响应二氧化硫衍生物和粘度变化，提示该荧光探针不仅可以定量检测溶液体系中的SO2衍生物，而且能够用于活细胞内的SO2衍生物以及粘度的比率成像；有望在检测含SO2衍生物的样品或/和检测不同粘度的样品中发挥作用，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述的荧光探针及其与SO2衍生物反应生成产物的结构，以及粘度识别机理。
图2为本发明所述的荧光探针对各种被分析物(如：HSO3 -,S2-,HS-,Cys,Hcy,GSH,CO3 2-,NO3 -,S2O3 2-,CH3COO-,SO4 2-,Cl-,Br-,I-,H2O2,ClO-,Zn2+,Ca2+,K+,Mg2+,Na+)响应的选择性及其抗干扰性。
其中：(a)为本发明所述的荧光探针(5μM)对上述各种被分析物的荧光光谱图；(b)为与(a)对应的条件下的柱状图以及抗干扰柱状图。
图3为本发明所述荧光探针的滴定光谱(a图)以及在485nm与625nm处的荧光强度变化比值与SO2衍生物浓度间的线性关系图(b图)。
图4为本发明所述的荧光探针(3μM)对HepG2细胞内源性SO2衍生物共聚焦荧光成像图，蓝色通道(430 -600nm)和红色通道(600-700nm)。
其中：(a)为所示条件下的细胞成像图；(b)为与(a)对应的条件下蓝色通道荧光强度与红色通道荧光强度比值柱状图。
图5为本发明所述的荧光探针(3μM)对LO-2细胞内源性及外源性SO2衍生物共聚焦荧光成像图，蓝色通道(430 -600nm)和红色通道(600-700nm)。
其中：(a)为所示条件下的细胞成像图；(b)为与(a)对应的条件下蓝色通道荧光强度与红色通道荧光强度比值柱状图。
图6为本发明所述的荧光探针对不同粘度的HeLa细胞的共聚焦荧光成像图，蓝色通道(430 -600nm)和红色通道(600-700nm)。
其中：(a)为所示条件下的细胞成像图；(b)为与(a)对应的条件下蓝色通道荧光强度与红色通道荧光强度比值柱状图。
图7为本发明所述的荧光探针靶向溶酶体的HeLa细胞成像示意图。
其中：(a1)为本发明的探针成像图，λex＝405nm,蓝色通道:430-600nm；(b1)为靶向溶酶体的商品染料Lyso-Tracker Red成像图，λex＝546nm,红色通道:546-700nm；(c1)为(a)与(b)的叠加图；(d1)为共定位系数示意图(系数为0.92)。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明内容进行详细说明。如下所述例子仅是本发明的较佳实施方式而已，应该说明的是，下述说明仅仅是为了解释本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
下述实施例中，所使用的材料、试剂、菌株、载体等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
5-(4-(7-(二乙氨基)-2-氧代-2H-色满-3-羰基)哌嗪-1-羰基)-2,3-二甲基苯并[d]噻唑-3-碘盐(259mg,0.4mmol)和2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-甲醛(89mg,0.44mmol)溶解于甲醇中的混合物回流温度下反应15h。冷却至室温后，过滤出沉淀并用甲醇重结晶，得到探针(E)-5-(4-(7-(二乙氨基)-2-氧代-2H-色满-3-羰基)哌嗪-1-羰基)-3-甲基-2-(2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-基)乙烯基)苯并[d]噻唑-3-碘盐(缩写为CBN)，CBN收率75％。m.p.＝239-240℃。
结构确认谱图数据：
IR(KBr)υ3381,2968,2849,1706,1620,1584,1444,1236,1177,1126,1084,837cm-1.
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.28(d,J＝8.0Hz,1H),8.08(s,1H),8.02(s,1H),7.88(d,J＝14.8Hz,1H),7.64(d,J＝8.3Hz,1H),7.51(s,3H),7.41(d,J＝14.9Hz,1H),6.75(d,J＝8.6Hz,1H),6.54(s,1H),4.15(s,3H),3.70(s,4H),3.48–3.32(m,12H),2.72(t,J＝5.8Hz,4H),1.93–1.85(m,4H),1.12(t,J＝7.1Hz,6H).
13C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ170.79,167.72,164.36,158.49,156.67,151.33,150.56,148.12,144.19,141.97,136.01,130.74,130.20,127.46,125.21,123.82,121.27,120.64,115.57,114.00,109.45,107.12,103.86,96.25,49.71,44.17,35.30,26.88,20.52,18.54,12.28,11.20.
MS:m/z[M]+calculated for[C41H44N5O4S]+702.3109,found 702.3093.
上述荧光探针CBN的制备反应如下式所示：
实施例2
配制用于检测细胞溶酶体中SO2衍生物的比率荧光探针的测试溶液(DMSO/PBS缓冲液，v/v＝1:9，pH＝7.4)。向装有5μM该探针的10mL容量瓶中，用微量进样器分别加入50μM的HSO3 -,S2-,HS-,Cys,Hcy,GSH,CO3 2-,NO3 -,S2O3 2-,CH3COO-,SO4 2-,Cl-,Br-,I-,H2O2,ClO-,Zn2+,Ca2+,K+,Mg2+,Na+。反应20分钟后进行荧光测试。
结果表明，本发明所述的探针CBN只对SO2衍生物有很好的响应和选择性，对其他被分析物具有很好的抗干扰性，见图2。
实施例3
向装有5μM本发明所述荧光探针CBN的10mL容量瓶中，用微量进样器分别加入0-100μM的梯度浓度的SO2衍生物，作用20分钟后进行荧光测试。
结果表明，本发明所述的荧光探针CBN随SO2衍生物浓度的增加，485nm处荧光强度逐渐增强，625nm处荧光强度逐渐减弱；485nm处荧光强度与625nm处荧光强度的比值相对SO2衍生物浓度在一定范围内呈线性关系，见图3。可以确定本发明所述的荧光探针CBN能够定量检测低浓度的SO2衍生物。
实施例4
细胞内荧光成像测试
激光扫描共聚焦显微镜设置激发波长为405nm，蓝色通道收集波长为430-600nm，红色通道收集波长为600-700nm。
将HepG2和LO-2细胞转移到小的玻璃瓶中孵化24h后，分组实验。
对照组：细胞用本发明所述的荧光探针CBN(3μM)溶液孵化1小时，然后PBS洗涤三次后用激光扫描共聚焦显微镜进行成像检测。可以看出对照组的细胞红色通道荧光较强，蓝色通道荧光较弱。
试验组：HepG2细胞先用500μM GSH和250μM Na2S2O3孵化1h后，再用3μM本发明所述的荧光探针CBN溶液继续孵化1h；用激光扫描共聚焦显微镜进行成像检测。可以看出该组红色通道荧光较对照组减弱，蓝色通道荧光较对照组明显增强；其蓝色通道荧光与红色通道荧光强度统计值的比值变化非常明显。如果不加入Na2S2O3或加入抑制剂TNBS，则无内源性SO2衍生物生成，荧光变化与对照组类似，见图4。
或者，试验组：LO-2细胞先用3μM本发明所述的荧光探针CBN溶液孵化1h后再用GSH/Na2S2O3或不同浓度的NaHSO3(250μM和500μM)培养1h；用激光扫描共聚焦显微镜进行成像检测。可以看出加入GSH/Na2S2O3的实验组红色通道荧光较强，蓝色通道荧光较弱，两者与对照组无明显差别；加入NaHSO3的细胞红色通道荧光较弱，蓝色通道荧光较强；其蓝色通道荧光与红色通道荧光强度统计值的比值变化非常明显，见图5。
实施例5
细胞粘度变化的荧光成像测试。
用制霉菌素(10,20μM)孵育HeLa细胞0.5h，然后本发明所述的荧光探针CBN溶液(3μM)孵育1h，进行共聚焦荧光成像，结果显示随着粘度增加，红色通道荧光增强；蓝色通道荧光与红色通道荧光强度统计值的比值降低，变化非常明显，见图6。
实验还显示本发明所述的荧光探针CBN能够靶向溶酶体，见图7。
Claims (2)
1.一种靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针，其特征在于：所述SO2衍生物是HSO3 —，所述比率荧光探针由能量供体香豆素衍生物荧光团、连接基团哌嗪和能量受体(E)-5-甲酰基-3-甲基-2-(2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-基)乙烯基)苯并[d]噻唑-3碘盐三部分构成；其化学名称为：(E)-5-(4-(7-(二乙氨基)-2-氧代-2H-色满-3-羰基)哌嗪-1-羰基)-3-甲基-2-(2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-基)乙烯基)苯并[d]噻唑-3-碘盐，缩写为CBN；其化学结构式如式（I）所示：
式（I）。
2.权利要求1所述靶向溶酶体的检测SO2衍生物或粘度的双响应型比率荧光探针在制备用于检测含SO2衍生物样品的试剂中的应用，其中所述SO2衍生物是HSO3 —。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211484338.XA CN115745991B (zh) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 一种靶向溶酶体的检测so2衍生物或粘度比率荧光探针及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211484338.XA CN115745991B (zh) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 一种靶向溶酶体的检测so2衍生物或粘度比率荧光探针及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115745991A CN115745991A (zh) | 2023-03-07 |
| CN115745991B true CN115745991B (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=85337221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211484338.XA Active CN115745991B (zh) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 一种靶向溶酶体的检测so2衍生物或粘度比率荧光探针及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115745991B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108129428A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-06-08 | 山东大学 | 一种检测亚硫酸氢根的比率荧光探针及其应用 |
-
2022
- 2022-11-24 CN CN202211484338.XA patent/CN115745991B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108129428A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-06-08 | 山东大学 | 一种检测亚硫酸氢根的比率荧光探针及其应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| A mitochondria-targeted ratiometric fluorescent probe to monitor endogenously generated sulfur dioxide derivatives in living cells;Wang Xu等;《Biomaterials》;20150731;第56卷;第1-9页 * |
| A TP-FRET-based two-photon fluorescent probe for ratiometric visualization of endogenous sulfur dioxide derivatives in mitochondria of living cells and tissues;Xiaoguang Yang等;《Chemical Communication》;20160714;第52卷;第10289-10292页 * |
| Engineering of Nucleic Acids and Synthetic Cofactors as Holo Sensors for Probing Signaling Molecules in the Cellular Membrane Microenvironment;Guangfu Feng等;《Angew Chem Int Ed Engl》;20190513;第58卷(第20期);第6590-6594页 * |
| Rationally Optimized Fluorescent Probe for Imaging Mitochondrial SO2 in HeLa Cells and Zebrafish;Guang Chen等;《Anal. Chem.》;20181009;第90卷(第21期);第12442–12448页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115745991A (zh) | 2023-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108484622B (zh) | 多信号荧光探针的合成及其同时区分检测Hcy、Cys和GSH的应用 | |
| CN110590753B (zh) | 一种靶向线粒体的近红外so2衍生物比率荧光探针及其应用 | |
| CN105017196B (zh) | 一种检测肼的近红外比率荧光探针及其应用 | |
| Yang et al. | A highly sensitive fluorescent probe for the detection of bisulfite ion and its application in living cells | |
| Zhang et al. | Endoplasmic reticulum targeted fluorescent probe for the detection of hydrogen sulfide based on a twist-blockage strategy | |
| Zhong et al. | Aggregation-induced fluorescence probe for hypochlorite imaging in mitochondria of living cells and zebrafish | |
| CN107328748A (zh) | 基于荧光探针方法的亚硫酸氢盐检测试剂盒及其检测方法 | |
| CN106905310A (zh) | 一种检测次氯酸的荧光探针及其制备方法和应用 | |
| CN104949946B (zh) | 一种荧光探针在过氧化氢分子检测中的应用 | |
| CN110818646B (zh) | 基于聚集诱导发光小分子荧光探针及其制备方法及应用 | |
| CN113121520A (zh) | 一种具有aie+esipt+ict机制的荧光染料和荧光探针及其制备方法与应用 | |
| CN107286151B (zh) | 一种基于咔唑的双光子荧光探针及其制备方法和用途 | |
| CN113563279B (zh) | 一种检测硝基还原酶的双光子荧光探针及其制备方法和用途 | |
| Zhang et al. | Based on theoretical calculations designed a novel dual-channel chemo-sensor for Mg2+ and Zn2+ detection and bioimaging applications | |
| CN114539222A (zh) | 一种七甲川菁-萘酰亚胺杂合体的合成和作为近红外荧光探针在检测谷胱甘肽中的应用 | |
| CN111153893B (zh) | 一种用于检测细胞线粒体中so2衍生物的比率荧光探针及其应用 | |
| CN115745991B (zh) | 一种靶向溶酶体的检测so2衍生物或粘度比率荧光探针及其应用 | |
| CN114516850B (zh) | 一种检测酪氨酸酶荧光探针及其制备方法和应用 | |
| CN106496239B (zh) | 一种溶酶体内pH比率荧光探针的制备与应用 | |
| CN110229203B (zh) | 一种氨基己糖酶荧光探针及其制备方法和应用 | |
| CN110487761B (zh) | 检测汞离子的荧光探针及其制备方法与使用方法 | |
| CN116003398A (zh) | 用于无有机溶剂体系检测二氧化硫衍生物及粘度的荧光探针及其应用 | |
| CN115806552A (zh) | 一种靶向溶酶体的检测so2衍生物的比率荧光探针及其应用 | |
| CN111171008B (zh) | 一种检测靶向脂滴的so2衍生物的增效性比率荧光探针及其应用 | |
| CN117003684B (zh) | 一种具有过氧亚硝酸盐识别功能的aie荧光探针及其制备方法和用途 |
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 |