本發(fā)明涉及分析化學(xué)，尤其涉及一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，人類的生活質(zhì)量也發(fā)生了質(zhì)的變化，在享受技術(shù)帶來的便利的同時(shí)也面臨各種添加劑引起的危害，甲醛(fa)作為重要的活性羰基(reactivecarbonylspecies,rcs)物質(zhì)，是基礎(chǔ)的化工原料，廣泛存在于木材加工、塑料、皮革鞣制、化妝品和食品等行業(yè)，吸入或長期暴露可導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題，根據(jù)世界衛(wèi)生組織的規(guī)定，人體長時(shí)間(超過30min)暴露于甲醛的甲醛濃度應(yīng)低于0.08ppm，此外，研究表明，fa在機(jī)體中參與細(xì)胞分化、dna甲基化、表觀遺傳和基因表達(dá)，因此，國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(iarc)已將fa歸類為人類的已知致癌物(第1類)，正常機(jī)體血液中的甲醛的生理濃度為50-100μm，一方面，這些正常fa水平對維持機(jī)體健康起著重要的作用，另一方面，過量的fa可以與gsh中的氧化還原活性硫醇基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致gsh和gssg之間的比例失衡，進(jìn)而導(dǎo)致氧化應(yīng)激，誘發(fā)各種神經(jīng)退行性疾病，如癌癥、阿爾茨海默病、糖尿病和哮喘，包括不可避免地影響到學(xué)習(xí)、記憶和行為，因此，有必要建立一種簡單、高靈敏度的化學(xué)方法來檢測環(huán)境和監(jiān)測生物體系中fa水平。

2、諸如常規(guī)的檢測方法，如比色法、氣相色譜(gc)、高效液相色譜(hplc)、質(zhì)譜(ms)、電位法在一定程度上促進(jìn)了fa檢測的研究，但通常昂貴且耗時(shí)，包括對樣品的破壞和選擇問題，限制了其在生物系統(tǒng)中的發(fā)展應(yīng)用，與傳統(tǒng)檢測手段相比較，光學(xué)傳感技術(shù)的出現(xiàn)，利用非侵入性和可視化成像的優(yōu)勢成為有效的替代方案，近年來，在細(xì)胞、生物體、環(huán)境和食品安全中報(bào)道了一些用于fa檢測的小分子熒光探針，大多利用甲胺機(jī)制和基于氮雜-cope重排機(jī)制，這對于揭示fa在生命系統(tǒng)中的作用具有重要意義，然而，先前報(bào)道的這些探針多數(shù)含有疏水基團(tuán)，受到水溶性、細(xì)胞毒性和檢測靈敏度的影響，限制了探針的實(shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針及其制備方法，該檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針及其制備方法旨在解決現(xiàn)有技術(shù)下探針多數(shù)含有疏水基團(tuán)，受到水溶性、細(xì)胞毒性和檢測靈敏度的影響，限制了探針實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針，一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針；其特征在于，其結(jié)構(gòu)為：

3、

4、一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針制備方法，其包括如上述所述的一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針，包括如下步驟：向反應(yīng)器中加入4-(萘-2-基)-7-胺基-2-(三氟甲基)喹啉，加入hcl溶解，然后緩慢加入溶解在溶劑中的sncl2(0.8～2eq)，保持恒定低溫2～6h，反應(yīng)結(jié)束后將粗產(chǎn)物溶于水，加入堿中和溶液，過濾收集固體，用柱層析分離提純，其反應(yīng)式如下：

5、

6、作為優(yōu)選，4-萘基-7-胺基-2-(三氟甲基)喹啉和sncl2的摩爾比為1：0.7～1：2.3。

7、作為優(yōu)選，保持恒定低溫時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)同步攪拌。

8、作為優(yōu)選，堿為吡啶、三乙胺、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸銫、碳酸鉀、碳酸氫鈉、中的任意一種或多種的組合。

9、一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針，在細(xì)胞中對內(nèi)/外源性甲醛檢測的應(yīng)用。

10、一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針在細(xì)胞中對內(nèi)/外源性甲醛檢測的應(yīng)用，基于探針良好的熒光特性，提出了肼基團(tuán)與醛加成反應(yīng)機(jī)制，肼基的homo能級位于探針的homo-lumo能隙之內(nèi)，當(dāng)探針被光激發(fā)時(shí)，熒光團(tuán)的homo電子轉(zhuǎn)移到lumo軌道，同時(shí)，電子捐贈肼的homo軌道電子轉(zhuǎn)移到熒光團(tuán)電子轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的空閑軌道，熒光團(tuán)的激發(fā)態(tài)電子無法通過輻射轉(zhuǎn)變返回基態(tài)，從而導(dǎo)致熒光淬滅，當(dāng)探針對甲醛產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)，甲醛會誘導(dǎo)肼分子的伯胺和羰基發(fā)生縮合反應(yīng)，形成穩(wěn)定的亞甲基肼結(jié)構(gòu)，在這種情況下，電子供體的homo能級低于熒光體的homo能級，從而阻斷了pet過程，熒光信號顯著增加，具體檢測過程如下：

11、

12、本發(fā)明的有益效果：

13、1、熒光探針w-1a對甲醛具有出色的檢測性能，靈敏度高、穩(wěn)定性好、選擇性強(qiáng)，對甲醛識別具有優(yōu)異的選擇性和抗干擾能力，針對甲醛的熒光探針w-1a對細(xì)胞具有低毒性，成像結(jié)果表明，該探針可有效監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)/外源性甲醛誘導(dǎo)的信號變化；

14、2、探針可以簡單高效的檢測甲醛信號，同時(shí)檢測手段深入到細(xì)胞，達(dá)到響應(yīng)亞細(xì)胞中甲醛的目的。

技術(shù)特征：

1.一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針；其特征在于，其結(jié)構(gòu)為：

2.一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針制備方法，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針，包括如下步驟：向反應(yīng)器中加入4-(萘-2-基)-7-胺基-2-(三氟甲基)喹啉，加入hcl溶解，然后緩慢加入溶解在溶劑中的sncl2(0.8～2eq)，保持恒定低溫2～6h，反應(yīng)結(jié)束后將粗產(chǎn)物溶于水，加入堿中和溶液，過濾收集固體，用柱層析分離提純，其反應(yīng)式如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針制備方法，其特征在于：4-萘基-7-胺基-2-(三氟甲基)喹啉和sncl2的摩爾比為1：0.7～1：2.3。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針制備方法，其特征在于：保持恒定低溫時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)同步攪拌。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針制備方法，其特征在于：堿為吡啶、三乙胺、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸銫、碳酸鉀、碳酸氫鈉、中的任意一種或多種的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針，在細(xì)胞中對內(nèi)/外源性甲醛檢測的應(yīng)用。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針在細(xì)胞中對內(nèi)/外源性甲醛檢測的應(yīng)用，其特征在于，基于探針良好的熒光特性，提出了肼基團(tuán)與醛加成反應(yīng)機(jī)制，肼基的homo能級位于探針的homo-lumo能隙之內(nèi)，當(dāng)探針被光激發(fā)時(shí)，熒光團(tuán)的homo電子轉(zhuǎn)移到lumo軌道，同時(shí)，電子捐贈肼的homo軌道電子轉(zhuǎn)移到熒光團(tuán)電子轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的空閑軌道，熒光團(tuán)的激發(fā)態(tài)電子無法通過輻射轉(zhuǎn)變返回基態(tài)，從而導(dǎo)致熒光淬滅，當(dāng)探針對甲醛產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)，甲醛會誘導(dǎo)肼分子的伯胺和羰基發(fā)生縮合反應(yīng)，形成穩(wěn)定的亞甲基肼結(jié)構(gòu)，在這種情況下，電子供體的homo能級低于熒光體的homo能級，從而阻斷了pet過程，熒光信號顯著增加。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針及其制備方法。技術(shù)問題：該檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針及其制備方法旨在解決現(xiàn)有技術(shù)下探針多數(shù)含有疏水基團(tuán)，受到水溶性、細(xì)胞毒性和檢測靈敏度的影響，限制了探針實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)問題。技術(shù)方案：一種檢測細(xì)胞內(nèi)甲醛的熒光探針制備方法，包括如下步驟：向反應(yīng)器中加入4?(萘?2?基)?7?胺基?2?(三氟甲基)喹啉，加入HCl溶解，然后緩慢加入溶解在溶劑中的SnCl<subgt;2</subgt;(0.8～2eq)，保持恒定低溫2～6h，反應(yīng)結(jié)束后將粗產(chǎn)物溶于水，加入堿中和溶液，過濾收集固體，用柱層析分離提純。本發(fā)明對甲醛具有出色的檢測性能，熒光探針對細(xì)胞具有低毒性，有效監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)/外源性甲醛誘導(dǎo)的信號變化。

技術(shù)研發(fā)人員：孫新,王虓,黃子為
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林醫(yī)藥學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10