一种水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物、探针及制备方法和应用

本发明属于化工，具体涉及一种水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物、探针及制备方法和应用。

背景技术：

1、氨基酸是构成蛋白质的基本物质，是生物体内不可缺少的营养成分。现已被人们所发现的天然氨基酸大概300多种，而组成生物体蛋白质的常见氨基酸有20种，氨基酸由于所带侧链上基团的酸碱性不同可分为酸性、中性和碱性氨基酸，其中，碱性氨基酸是具有两个氨基和一个羧基的氨基酸，其特点是侧链常含有可质子化的碱性化学基团，分别是胍基、氨基、咪唑基。碱性氨基酸包括精氨酸、赖氨酸和组氨酸，精氨酸(arg)作为一种人体半必需基酸，在许多化学和生物应用中起着至关重要的作用，例如分子转运体、光催化剂、超分子纳米纤维、纳米结构、蛋白质类生物药物，以及直接形成no、尿素、鸟氨酸。另外，精氨酸对人脑化学具有显著影响，还参与血管扩张、免疫反应和神经传递的重要生命活动。

2、赖氨酸(lys)是人体必需氨基酸，密切参与鸟氨酸循环和多胺合成，在哺乳动物肝脏中通过糖精途径进行分解代谢，在血浆和尿液中高水平的赖氨酸表明先天性代谢紊乱，如胱氨酸尿或高赖氨酸血症。此外，赖氨酸不能在人体内合成，只能从外界摄取，因此，通常提出赖氨酸含量作为评价食物营养价值的评价标准，因此赖氨酸的检测具有积极的营养信号。

3、组氨酸(his)作为婴儿的必需氨基酸，不仅可以作为人类肌肉和神经系统的神经递质或神经调节剂，而且由于其独特的咪唑基团，还可以协助金属元素的转移。医学研究表明，组氨酸的持续缺乏可导致慢性肾病、类风湿性关节炎和其他功能障碍，而异常升高的浓度可与哮喘和肝硬化相关。此外，组氨酸可作为肾细胞癌的肿瘤标志物，用于监测肾细胞癌。

4、在目前的检测技术中，通常是只能同时检测三种碱性氨基酸，而不能区分它们，而每一种碱性氨基酸具有不同的重要性，如何准确识别区分这三种碱性氨基酸具有更加深刻的意义。另外，氨基酸是常常在水相中发挥作用，而目前许多检测方法都是在有机相中，在水相中识别氨基酸是目前的难点之一。因此，实现在水相中识别和区分碱性氨基酸的检测技术亟需开发。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物、探针及制备方法和应用。

2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

3、一种水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物的制备方法，包括如下步骤：

4、s1：称取联萘酚和氢化钠分别溶于适量超干四氢呋喃中，在合适温度条件下，将两个溶液混合均匀，后恢复至室温反应；一定时间后，将反应体系降温至合适温度，再逐滴加入溴甲基甲醚，随后恢复至室温反应过夜；在冰水浴条件下加入超纯水淬灭反应，再用乙酸乙酯萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发得到淡黄色固体产物，重结晶溶剂提纯得到白色中间体化合物2；

5、s2：称取化合物2溶于适量超干四氢呋喃中，在合适温度条件下，逐滴加入正丁基锂，反应体系由无色变为棕色，恢复至室温反应；一定时间后，将反应体系降温至合适温度，再逐渐加入超干n-n二甲基甲酰胺，反应体系变为浑浊的淡蓝色，恢复至室温反应；一定时间后，在冰水浴条件下加入饱和氯化铵溶液淬灭反应，再用乙酸乙酯萃取，合并有机相，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发得到黄色固体产物，柱层析提纯，真空干燥得到化合物3；

6、s3：将化合物3溶于适量二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂中，逐滴加入浓盐酸；一定时间后，加入碳酸氢钠淬灭反应，再用二氯甲烷萃取，合并有机相，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发得到黄色固体化合物4；

7、s4：称量化合物4溶于适量二氯甲烷和无水甲醇混合溶剂中，滴加适量三乙胺，在合适温度条件下反应一定时间，后将恢复至室温，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发得到黄色固体产物，柱层析提纯，真空干燥得到目标化合物。

8、进一步地，如上所述的一种水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物的制备方法，所述步骤s1中，所述合适温度为-5～5℃；所述一定时间为1.5～2.5h；所述重结晶溶剂为甲醇，温度设为70～90℃；

9、所述步骤s2中，所述合适温度为-5～5℃；

10、在反应体系由无色变为棕色并恢复室温反应，反应时间为0.5h～1.5h；

11、在反应体系变为浑浊的淡蓝色并恢复至室温反应，反应时间为2.5～3.5h；

12、所述柱层析提纯的洗脱相体积比为石油醚：乙酸乙酯＝10：1；

13、所述(r)-3：正丁基锂：n-n二甲基甲酰胺的摩尔比为1：2.5：2.5。

14、进一步地，如上所述的一种水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物的制备方法，所述步骤s3中，所述一定时间为过夜；

15、所述二氯甲烷：无水甲醇的体积比为1：1。

16、进一步地，如上所述的一种水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物的制备方法，所述步骤s4中：

17、所述合适温度为60～80℃；

18、所述一定时间为8～12h；

19、所述柱层析提纯的洗脱相体积比为石油醚：乙酸乙酯＝5：1；

20、所述化合物4：盐酸羟胺：三乙胺的摩尔比为1：4：8。

21、进一步地，如上所述的水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物的制备方法，所述联萘酚为(r)-binol；所述联萘酚：氢化钠：溴甲基甲醚的摩尔比为1：6：3。

22、如上所述的制备方法制备得到的水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物。

23、一种水相中识别并区分碱性氨基酸的荧光探针，包括如上所述的化合物。

24、一种利用如上所述的化合物在水相中识别并区分碱性氨基酸的应用。

25、如上所述的应用，包括：

26、制备探针溶液：将所述化合物溶于适量色谱级四氢呋喃中得到所述探针溶液；

27、将醋酸锌和氨基酸分别溶于超纯水中，分别制备得到3eq醋酸锌溶液和0.5-10eq氨基酸溶液；

28、在离心管中依次加入氨基酸溶液、醋酸锌溶液、探针溶液，再加入超纯水稀释；反应20min后进行荧光测试，其中荧光测试参数为：激发光狭缝为5nm，发射光狭缝为5nm，激发光波长为390nm；

29、通过荧光测试结果以及比色溶液效果来识别并区分碱性氨基酸。

30、如上所述的应用，包括：

31、制备探针溶液：将所述化合物溶于适量四氢呋喃中得到所述探针溶液；

32、将10eq氨基酸和3eq醋酸锌溶液加入洁净的反应离心管中；

33、将探针溶液加入到离心管中，在室温反应5min；

34、通过观察反应溶液在365nm紫外灯下的颜色来识别并区分碱性氨基酸。

35、本发明的有益效果是：

36、本发明提供的水相中识别并区分碱性氨基酸的化合物、探针及制备方法和应用，该制备方法合成简便，价格低廉、反应条件适中，识别灵敏度高、后处理便捷、对环境十分友好。该化合物制备的荧光探针、利用氢键反应原理，检测方法响应时间短、选择性好、可视化程度高，满足了快速检测碱性氨基酸的需求，在许多领域都具有重要的应用价值。

37、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。