一种近红外二区荧光探针及其制备方法和在检测硫化氢浓度中的应用

文档序号:34105572发布日期:2023-05-10 19:51阅读:126来源:国知局
一种近红外二区荧光探针及其制备方法和在检测硫化氢浓度中的应用

本发明属于癌细胞检测,具体涉及一种近红外二区荧光探针及其制备方法和在检测硫化氢浓度中的应用。


背景技术:

1、乳腺癌是严重威胁妇女健康的恶性肿瘤,是妇女恶性肿瘤中发病率最高、死亡率最高的肿瘤之一。大多数晚期乳腺癌是无法治愈的,中位生存期为2-3年,5年生存率约为25%。早发现在降低乳腺癌死亡率方面的重要性已被证实。从分子水平阐明乳腺癌的发病机制,有助于制定有效的乳腺癌早期诊断、靶向治疗、预后评估和改善策略。

2、h2s是一种分子,已被证明在癌症生物学中发挥着重要作用,因为由胱硫氨酸γ裂解酶(cse)产生的内源性h2s促进人类乳腺癌和结肠癌细胞的增殖。研究表明,乳腺癌细胞中h2s浓度明显升高。事实上,不同浓度的h2s已被证明在乳腺癌细胞中发挥相反的作用,较低水平的h2s促进乳腺癌生长和迁移,而较高水平或长期暴露于h2s可能导致癌细胞死亡。监测细胞内h2s水平对乳腺癌的早期诊断和治疗评价具有重要意义。

3、荧光探针已成为生物疾病研究中非常重要的化学工具。通过感知特定生物标志物的存在甚至上调或下调,荧光探针能够实时监测器官功能,并在细胞水平上可视化与器官相关的过程,所有这些都以高灵敏度和选择性的无创形式进行。迄今为止,已有许多荧光探针被报道用于监测各种病理疾病的细胞内h2s。然而,大多数这些方法使用可见或nir-i发射作为信号,由于这些方法的组织穿透深度有限和强背景自荧光,仍然不能令人满意。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种近红外二区荧光探针及其制备方法和在检测硫化氢浓度中的应用,本发明提供的近红外二区荧光探针能够灵敏、特异地检测活体内外源性和/或内源性h2s,为癌症的早期临床检测提供了一种有前途工具。

2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、本发明提供了一种近红外二区荧光探针,具有式i所示结构:

4、

5、本发明提供了上述技术方案所述的近红外二区荧光探针的制备方法,包括以下步骤:

6、将式1所示结构的化合物、式3所示结构的化合物和极性溶剂混合,进行缩合反应,得到所述式i所示结构的近红外二区荧光探针;

7、

8、优选的,式3所示结构化合物的制备方法包括以下步骤:

9、将4-羟基间苯二甲醛、式2所示结构的化合物、碱金属碳酸盐和极性溶剂混合,进行亲核取代反应,得到所述式3所示结构化合物;

10、

11、优选的,所述式1所示结构的化合物和所述式3所示结构的化合物的摩尔比为2:1。

12、优选的,所述缩合反应的温度为100~120℃,所述缩合反应的保温时间为10~12h,所述缩合反应在保护气体气氛中进行。

13、优选的,所述缩合反应得到所述式i所示结构的近红外二区荧光探针粗品,还包括将所述式i所示结构的近红外二区荧光探针粗品进行柱层析纯化,得到所述式i所示结构的近红外二区荧光探针纯品,所述柱层析纯化的洗脱剂为二氯甲烷和甲醇,所述二氯甲烷和甲醇的体积比为20:1。

14、优选的,所述4-羟基间苯二甲醛和所述式2所示结构的化合物的摩尔比为1:2;

15、所述亲核取代反应的温度为室温,所述亲核取代反应的时间为8~10h。

16、本发明提供了上述技术方案所述的近红外二区荧光探针或上述技术方案所述的制备方法制备得到的近红外二区荧光探针在非诊断目的的检测硫化氢浓度中的应用。

17、本发明提供了上述技术方案所述的近红外二区荧光探针或上述技术方案所述的制备方法制备得到的近红外二区荧光探针在制备细胞内外源性和/或内源性硫化氢检测试剂或检测试剂盒中的应用。

18、优选的,所述细胞为乳腺癌细胞。

19、本发明提供了一种近红外二区(nir-ii)荧光探针,具有式i所示结构。本发明提供的式i所示结构的荧光探针结构中存在叠氮基团,叠氮基团的猝灭作用使式i所示结构的荧光探针无荧光,h2s具有较强的还原性,当式i所示结构的荧光探针和h2s接触后,h2s活化式i所示结构的荧光探针,与式i所示结构的荧光探针上的叠氮基团反应,快速裂解为具有亚胺基团的中间体,最后具有亚胺基团的中间体发生分子内电子重组,得到具有长nir-ii荧光发射(1032nm)的产物(图1为本发明实施例提供的式i所示结构的荧光探针对h2s的响应机理图),从而实现h2s浓度的检测。本发明使用叠氮基团作为检测单元,叠氮基团与h2s发生活化反应具有高选择性,不受clo-,h2o2,ca2+,na+,cl-,no3-,so42-,hso3-,s2o32-,so32-以及体内生物硫醇(cys,hcy和gsh)的干扰,且式i所示结构的荧光探针经h2s活化反应后,具有大斯托克斯位移(299nm)、快速响应时间(150s)和长nir-ii荧光发射(1032nm)的理想组合。由实施例的结果表明,本发明提供的式i所示结构的荧光探针对h2s的敏感性能强,式i所示结构的荧光探针被h2s活化后,在1032nm处的荧光强度随着h2s浓度的增加而逐渐增加,且荧光强度与h2s浓度(0~40μm)之间呈高度线性关系(r2=0.9951)。式i所示结构的荧光探针对h2s的检出限为15nm(基于s/n=3)。且本发明提供的式i所示结构的荧光探针能够成功应用于非荷瘤小鼠体内外源性h2s的可视化,以及用于荷瘤小鼠皮下4t1乳腺癌细胞内源性h2s水平的监测。本发明提供的i所示结构的荧光探针不仅可以作为乳腺癌早期临床检测的有力工具,还可以用于h2s水平相关分子机制及其在癌症进展中的意义的实验研究。

20、本发明提供了本发明提供了上述技术方案所述的近红外二区荧光探针的制备方法,包括以下步骤:将式1所示结构的化合物、式2所示结构的化合物和极性溶剂混合,进行缩合反应,得到所述式i所示结构的近红外二区荧光探针。本发明提供的制备方法简单,适宜工业化生产。



技术特征:

1.一种近红外二区荧光探针,其特征在于,具有式i所示结构:

2.权利要求1所述的近红外二区荧光探针的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,式3所示结构化合物的制备方法包括以下步骤:

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述式1所示结构的化合物和所述式3所示结构的化合物的摩尔比为2:1。

5.根据权利要求2或4所述的制备方法,其特征在于,所述缩合反应的温度为100~120℃,所述缩合反应的保温时间为10~12h,所述缩合反应在保护气体气氛中进行。

6.根据权利要求2或4所述的制备方法,其特征在于,所述缩合反应得到所述式i所示结构的近红外二区荧光探针的粗品,所述缩合反应后还包括将所述粗品进行柱层析纯化,得到所述式i所示结构的近红外二区荧光探针的纯品,所述柱层析纯化的洗脱剂为二氯甲烷和甲醇,所述二氯甲烷和甲醇的体积比为20:1。

7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述4-羟基间苯二甲醛和所述式2所示结构的化合物的摩尔比为1:2;

8.权利要求1所述的近红外二区荧光探针或权利要求2~7任一项所述的制备方法制备得到的近红外二区荧光探针在非诊断目的的检测硫化氢浓度中的应用。

9.权利要求1所述的近红外二区荧光探针或权利要求2~7任一项所述的制备方法制备得到的近红外二区荧光探针在制备细胞内外源性和/或内源性硫化氢检测试剂或检测试剂盒中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述细胞为乳腺癌细胞。


技术总结
本发明属于癌细胞检测技术领域,具体涉及一种近红外二区荧光探针及其制备方法和在非诊断目的的检测硫化氢浓度中的应用。本发明提供的近红外二区荧光探针,具有式I所示结构。本发明提供的I所示结构的荧光探针经H<subgt;2</subgt;S活化反应后,具有大斯托克斯位移、快速响应时间和长NIR‑II荧光发射的理想组合。由实施例的结果表明,本发明提供的式I所示结构的荧光探针能够成功应用于非荷瘤小鼠体内外源性H<subgt;2</subgt;S的可视化,以及用于荷瘤小鼠皮下4T1乳腺癌细胞内源性H<subgt;2</subgt;S水平的监测。本发明提供的式I所示结构的荧光探针不仅可以作为乳腺癌早期临床检测的有力工具,还可以用于H<subgt;2</subgt;S水平相关分子机制及其在癌症进展中的意义的实验研究。

技术研发人员:杨雷,朱发伟,郑鸿勇,刘苗苗,张书圣
受保护的技术使用者:临沂大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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