一種氟硼吡咯類衍生熒光化合物及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于檢測(cè)硫化氫（H2S)的熒光探針，具體的說是一種氟硼吡咯類衍生 熒光化合物及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前認(rèn)為硫化氫（H2S)是繼NO和CO之后被發(fā)現(xiàn)的第三種氣體信號(hào)分子，內(nèi)源性 H2S在體內(nèi)由不同的組織和細(xì)胞產(chǎn)生，在生理濃度水平下，H2S參與一系列的生理調(diào)控過程， 與此同時(shí)，三個(gè)氣體遞質(zhì)硫化氫、一氧化氮和一氧化碳之間還通過各種交互作用調(diào)控著人 體的健康與疾病，但目前對(duì)H 2S的了解遠(yuǎn)少于NO和C0。內(nèi)源性H2S作為小分子物質(zhì)，在脂 溶性溶劑中的溶解度為水中的5倍，可自由通過細(xì)胞膜。H 2S在線粒體內(nèi)谷胱甘肽作用下被 氧化為硫酸鹽和硫代硫酸鹽，在細(xì)胞質(zhì)中少量H2S通過甲基化作用轉(zhuǎn)變?yōu)榈投镜募琢虼己?二甲基硫酸鹽，通過腎臟、腸道和肺臟排出。
[0003] 哺乳動(dòng)物體內(nèi)的H2S主要通過含硫的半胱氨酸代謝生成。胱硫醚-Y -裂解酶 (eystathionine-Y-lyase，CSE)和胱硫謎-β-合成酶（cystathionine-β-synthase， CBS)是體內(nèi)轉(zhuǎn)硫途徑的關(guān)鍵酶，對(duì)H2S的產(chǎn)生以及含硫化合物的代謝具有重要調(diào)節(jié)作用， CSE主要在主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈、尾動(dòng)脈、腸系膜動(dòng)脈和門靜脈上有表達(dá)；相反CBS主要分布在神 經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)；在回腸、腎臟和肝臟中則同時(shí)有CBS和CSE的表達(dá)；一些種類的癌細(xì)胞也可產(chǎn)生 H2S0
[0004] 傳統(tǒng)的氣體檢測(cè)方法有電化學(xué)法、化學(xué)發(fā)光法、電子自旋共振波譜法和紫外可見 光譜法等，但上述方法往往需要試樣預(yù)處理，需要破壞組織或裂解細(xì)胞，并且耗時(shí)長，相對(duì) 成本較高。故而，上述檢測(cè)方法不能直接檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)硫化氫的真實(shí)狀態(tài)和濃度，難以真正反 映細(xì)胞內(nèi)硫化氫原位實(shí)時(shí)活動(dòng)規(guī)律及調(diào)控機(jī)制。因此，實(shí)驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)大大地影響到對(duì)硫化 氫的檢測(cè)以及其效應(yīng)信號(hào)通道的研究。雖然上述每一種方法在一定條件下都是可行的，但 是關(guān)于生命體中H 2S的研究所遇到的瓶頸是缺少靈敏而又專一地檢測(cè)生命系統(tǒng)中H2S靶向 濃度變化的檢測(cè)工具，由此可見，開發(fā)一種新的能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生命體內(nèi)H 2S水平進(jìn)行靶向檢測(cè) 的生物醫(yī)學(xué)工具將是該研究領(lǐng)域的突破點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種氟硼吡咯類衍生熒光化合物及其應(yīng)用。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種氟硼吡咯類衍生熒光化合物，如通式I所示，
[0008]
[0009] 通式I中：
[0010] R1為連硫鄰苯二甲酸、連硒鄰苯二甲酸或連碲鄰苯二甲酸基團(tuán)；
[0011] R2為連硫鄰苯二甲酸、連硒鄰苯二甲酸、連碲鄰苯二甲酸基團(tuán)、丁基三苯基鱗基 團(tuán)、N-丙基嗎啉基團(tuán)或C125的烷基鏈；
[0012] X為H或鹵素；
[0013] Y 為 N 或 C ;
[0014] Z 為 N 或 0;
[0015] 進(jìn)一步的說，所述通式I中&為連硫鄰苯二甲酸；私為丁基三苯基鱗基團(tuán)或N-丙 基嗎啉基團(tuán)；X為H ;Y為N ;Z為0。
[0016] -種氟硼吡咯類化合物的應(yīng)用，以所述通式I所示的氟硼吡咯類化合物作為硫化 氫的熒光探針。
[0017] -種熒光探針，熒光探針為通式I所示的以（BODIPY)染料作為熒光母體，并在母 體上R 2取代基位置引入對(duì)具備線粒體、溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位功能團(tuán)的季磷鹽、嗎啉、C1 25烷 基碳鏈、連硫鄰苯二甲酸、連硒鄰苯二甲酸或連碲鄰苯二甲酸基團(tuán)。
[0018] 所述熒光探針用于定性/定量的檢測(cè)生理環(huán)境下、細(xì)胞或生物體內(nèi)的硫化氫。
[0019] 本發(fā)明的有益效果：
[0020] 本發(fā)明化合物用于作為H2S熒光檢測(cè)的探針，其在H2S存在下對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度發(fā)生 變化，進(jìn)而可用于水體系、模擬生理環(huán)境和細(xì)胞內(nèi)HNO水平的檢測(cè)。本發(fā)明用于H 2S熒光探 針的這類化合物，在H2S存在下對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度發(fā)生變化，可用于H2S的檢測(cè)，并可縮減樣品 處理時(shí)間、大大降低檢測(cè)成本和提高檢測(cè)精度。這類化合物作為熒光探針可用于細(xì)胞內(nèi)外 H2S濃度的檢測(cè)，不僅對(duì)闡明H2S對(duì)血管新生產(chǎn)生具有重要的科學(xué)意義，而且為H2S在不同濃 度下對(duì)腫瘤凋亡和轉(zhuǎn)移奠定理論基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用的熒光探針對(duì)H2S檢測(cè)前后熒光變化。
[0022] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的所采用的熒光探針對(duì)H2S的選擇性示意圖；其中，橫坐 標(biāo)從左至右依次為：硫化氫、谷胱甘肽、半胱氨酸、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、維生素 C、硫辛 酸、環(huán)氧硫蛋白、金屬硫蛋白、維生素 E、尿酸、組氨酸和酪氨酸。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 氟硼吡咯類衍生熒光化合物通式為：
[0024]
[0025] 式 I 中：
[0026] R1為連硫鄰苯二甲酸、連硒鄰苯二甲酸或連碲鄰苯二甲酸基團(tuán)；
[0027] R2為連硫鄰苯二甲酸、連硒鄰苯二甲酸、連碲鄰苯二甲酸基團(tuán)、丁基三苯基鱗基 團(tuán)、N-丙基嗎啉基團(tuán)或C1 25的烷基鏈；
[0028] X為H或鹵素；
[0029] Y 為 N 或 C ;
[0030] Z 為 N 或 0 ;
[0031] 優(yōu)選：通式I中X為H ;Y為N;Z為0時(shí)，所述氟硼吡咯類化合物的通式為：
[0032]
[0033] 通式II中：
[0034] R1為連硫鄰苯二甲酸、連硒鄰苯二甲酸或連碲鄰苯二甲酸基團(tuán)；
[0035] R2為連硫鄰苯二甲酸、連硒鄰苯二甲酸、連碲鄰苯二甲酸基團(tuán)、丁基三苯基基 團(tuán)或N-丙基嗎啉基團(tuán)；
[0036] 將通式I與待測(cè)定水體、模擬生理環(huán)境或細(xì)胞內(nèi)的H2S反應(yīng)從而導(dǎo)致熒光強(qiáng)度的 改變，所得通式ΠΙ結(jié)構(gòu)的化合物；
[0037]
[0038] 將通式II結(jié)構(gòu)應(yīng)用于檢測(cè)H2S時(shí)，其與H2S作用后，生成具有通式IV結(jié)構(gòu)的化合 物，從而導(dǎo)致熒光強(qiáng)度的改變；
[0039]
[0040] 通式II可對(duì)H2S進(jìn)行定性、定量的檢測(cè)。
[0041] 本發(fā)明中使用的術(shù)語"烷基"包括直鏈烷基和支鏈烷基。如提及單個(gè)烷基如"丙 基"，則只特指直鏈烷基，如提及單個(gè)支鏈烷基如"異丙基"，則只特指支鏈烷基。例如，" C1 6 烷基"包括C1 4烷基、C1 3烷基、甲基、乙基、正丙基、異丙基和叔丁基。類似的規(guī)則也適用于 本說明書中使用的其它基團(tuán)。
[0042] 本發(fā)明中使用的術(shù)語"鹵素"包括氟、氯、溴和碘。
[0043] 本發(fā)明中使用的術(shù)語"芐基"是指-CH2-Ph基團(tuán)。當(dāng)用"任選取代"修飾芐基時(shí)，指 該芐基可以未取代的形式存在，或者可被合適的取代基在任何合適的位置取代。合適的取 代基包括但不限于扎(：118烷基、0隊(duì)0)0!1、順2、勵(lì)2、0!1、3!1、(： 1(；烷氧基、(：16烷基氨基、(：16酰 氨基、鹵素、或C 16鹵代烷基等，只要最終形成的化合物具有本發(fā)明期望的性質(zhì)。優(yōu)選芐基 由C00H、NH2、OH、C 1 6烷氧基、鹵素任選取代。
【具體實(shí)施方式】 [0044]
[0045] 實(shí)施例用于進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于實(shí)施例。
[0046] 實(shí)施例1.氟硼吡咯類衍生熒光化合物的制備：
[0047] 通式I中所示氟硼吡咯類化合物由市售對(duì)羥基苯乙酮和苯甲醛反應(yīng)起，合成響應(yīng) 的熒光團(tuán)B0DIPY，然后在熒光團(tuán)相應(yīng)的位置分別修飾上不同的定位基團(tuán)。最后將修飾定位 基團(tuán)的熒光團(tuán)與連硫鄰苯二甲酸在二氯甲烷溶劑中，由DMP和EDC催化反應(yīng)生成相應(yīng)的氟 硼吡咯類衍生熒光化合物。具體實(shí)施例如下：
[0048] 制備式一化合物：
[0049] 在氬氣保護(hù)下，BODIPY熒光團(tuán)（52. 9mg，0.1 mmol)及連硫鄰苯二甲酸（67. 4mg， 0· 22mmol)、DMAP (24. 4mg，0· 2mmol)、EDCI (19. 2mg，0· lmmol)溶于盛有 20ml 干燥的二氯甲 烷的50ml燒瓶中，常溫條件下攪拌24h，T