一种光激活型溶酶体靶向荧光探针及其合成方法和应用转让专利
申请号 : CN201911075621.5
文献号 : CN110776514B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 张伟杰 , 霍方俊 , 阴彩霞
申请人 : 山西大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种光激活型溶酶体靶向荧光探针Ly‑NSP,其特征在于,结构式为:。
2.如权利要求1所述的一种光激活型溶酶体靶向荧光探针Ly‑NSP的合成方法,其特征在于,步骤如下:
(1)将4‑溴‑1,8‑萘二甲酸酐和3‑吗啉‑1‑丙胺溶解在无水乙醇中,将混合物在85℃加热反应5‑6小时;反应完成后将反应液冷却到室温,所得残渣用冰乙醇洗涤,得到白色粉末状产物,即6‑溴‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[去]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮;其中4‑溴‑1,8‑萘二甲酸酐和3‑吗啉‑1‑丙胺的摩尔比为1 :1.0‑1.5;
(2)将6‑溴‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[去]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮和乙二胺溶解在乙二醇甲醚中,混合物在125℃搅拌回流6‑8小时,冷却至室温后将反应液倒入冰水中,继续搅拌,所得沉淀过滤、洗涤、真空干燥得到黄色固体,即6‑((2‑氨基乙基)氨基)‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[异]喹啉‑1,3(2H)‑二酮,其中6‑溴‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[去]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮和乙二胺的摩尔比为1 :2‑4;
(3)将2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚和3‑溴丙酸在无水乙腈中混合,将混合物在85℃加热反应12‑14小时;反应完成后减压除去溶剂,所得残渣用乙醚洗涤除去未反应原料,残余物用体积比1 : 5的二氯甲烷与丙酮重结晶得到浅紫色粉末状产物,即1‑(2‑羧乙基)‑2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚‑1‑溴化物;其中2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚和3‑溴丙酸的摩尔比为1 :1‑3;
(4)将1‑(2‑羧乙基)‑2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚‑1‑溴化物和5‑硝基水杨醛在无水乙醇中混合,混合物在85℃搅拌回流6‑8小时,然后冷却至室温,过滤、洗涤、真空干燥得到淡黄色固体,即3‑(3',3'‑二甲基‑6‑亚硝基螺[色烯‑2,2'‑二氢吲哚] ‑1'‑基)丙酸, 其中1‑(2‑羧乙基)‑2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚‑1‑溴化物和5‑硝基水杨醛的摩尔比为1 :1‑1.5;
(5)将3‑(3',3'‑二甲基‑6‑亚硝基螺[色烯‑2,2'‑二氢吲哚] ‑1'‑基)丙酸,1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐,1‑羟基苯并三唑混合溶解于无水N,N‑二甲基甲酰胺中,混合物在0℃惰性气体保护下反应0.5‑1小时,然后向反应体系中分别加入6‑((2‑氨基乙基)氨基)‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[异]喹啉‑1,3(2H)‑二酮和三乙胺,混合物在室温下反应24‑30小时;反应结束后将混合物倒入冰水中,所得沉淀经过滤,洗涤、真空干燥得粗产物,粗产物用体积比20 : 1的二氯甲烷和甲醇作洗脱剂经硅胶柱色谱分离,得到浅黄色粉末状目标物3‑(3',3'‑二甲基‑6‑硝基螺并[苯并吡喃‑2,2'‑吲哚] ‑1'‑基)‑N‑(2‑((2‑(3‑吗啉代丙基)‑1,3‑ 二氧‑2,3‑二氢‑1H‑苯并[de]异喹啉‑6‑基)氨基)乙基)丙酰胺,其中3‑(3',3'‑二甲基‑6‑亚硝基螺[色烯‑2,2'‑二氢吲哚] ‑1'‑基)丙酸,1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐,1‑羟基苯并三唑,6‑((2‑氨基乙基)氨基)‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[异]喹啉‑1,3(2H)‑二酮和三乙胺的摩尔比为1 :2‑3:2‑3:0.8‑1:2‑3。
3.如权利要求1所述的一种光激活型溶酶体靶向荧光探针Ly‑NSP在制备二氧化硫检测试剂中的应用。
4.一种检测二氧化硫的方法,包括如下步骤:(1)、配制pH=7.4、浓度为10 mM的PBS缓冲溶液,配制2 mM的二氧化硫溶液,将权利要求
1所述的Ly‑NSP溶于DMSO配制成2 mM的溶液;
(2)、取2 mL的pH为7.4的PBS溶液、10 µL Ly‑NSP的DMSO溶液加到一个荧光比色皿中,用紫外光对荧光比色皿进行照射并在荧光分光光度仪上检测,随着紫外光照射时间增加,
535nm处的荧光强度逐渐降低,630 nm处的荧光强度逐渐增强;在此基础上向荧光比色皿中加入亚硫酸钠,随着待测样亚硫酸钠的加入,535nm处的荧光强度逐渐增强,630 nm处的荧光强度逐渐减弱;
(3)、在8个比色皿中,各加入2 mL的pH = 7.4的PBS 溶液、10 µLLy‑NSP的DMSO溶液,紫外光照射150秒后,分别向比色皿加入二氧化硫溶液的体积为0、10、20、30、40、50µL,然后在荧光光谱仪上测定630 nm与535 nm处荧光强度的比值为0.96、0.79、0.59、0.42、0.33、
0.20;以二氧化硫浓度为横坐标,以荧光强度为纵坐标绘制图,得到二氧化硫浓度的工作曲‑6
线;线性回归方程为:F630/F535 = ‑0.015 c + 0.934,c的单位为10 mol/L;
(4)、测定样品溶液时,将测得的荧光强度代入线性回归方程,即可求得二氧化硫的浓度。
5.如权利要求1所述的光激活型溶酶体靶向荧光探针Ly‑NSP在制备细胞成像试剂中的应用。
说明书 :
一种光激活型溶酶体靶向荧光探针及其合成方法和应用
技术领域
测二氧化硫中的应用。
背景技术
主要场所,同时也是细胞内的“消化系统”。为了防御潜在的应激损伤,溶酶体在调节细胞程
序性凋亡过程中发挥重要机制。二氧化硫作为一种重要的小分子活性硫化物,具有多种病
理活性,如抗菌、抗高血压、抗氧化以及对心肌缺血再灌注损伤的保护作用等,内源性产生
的二氧化硫可以增强细胞抗氧化作用,并且在信号传导过程中起重要作用。因此,开发有效
的方法监测溶酶体内二氧化硫含量变化具有重大的研究有意义,对于生物研究和临床诊断
起着至关重要的作用。
发明内容
[de]异喹啉‑6‑基)氨基)乙基)丙酰胺,英文名称为3‑(3',3'‑dimethyl‑6‑nitrospiro
[chromene‑2,2'‑indolin]‑1'‑yl)‑N‑(2‑((2‑(3‑morph‑
粉末状产物,即6‑溴‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[去]异喹啉‑1,3(2H)‑二酮;其中4‑溴‑1,
8‑萘二甲酸酐和3‑吗啉‑1‑丙胺的摩尔比为1:1.0‑1.5;
续搅拌,所得沉淀过滤、洗涤、真空干燥得到黄色固体,即6‑((2‑氨基乙基)氨基)‑2‑(3‑吗
啉代丙基)‑1H‑苯并[异]喹啉‑1,3(2H)‑二酮,其中6‑溴‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[去]
异喹啉‑1,3(2H)‑二酮和乙二胺的摩尔比为1:2‑4;
物用体积比1:5的二氯甲烷与丙酮重结晶得到浅紫色粉末状产物,即1‑(2‑羧乙基)‑2,3,3‑
三甲基‑3H‑吲哚‑1‑溴化物;其中2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚和3‑溴丙酸的摩尔比为1:1‑3;
黄色固体,即3‑(3',3'‑二甲基‑6‑亚硝基螺[色烯‑2,2'‑二氢吲哚]‑1'‑基)丙酸,其中1‑
(2‑羧乙基)‑2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚‑1‑溴化物和5‑硝基水杨醛的摩尔比为1:1‑1.5;
胺中,混合物在0℃惰性气体保护下反应0.5‑1小时,然后向反应体系中分别加入6‑((2‑氨
基乙基)氨基)‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑苯并[异]喹啉‑1,3(2H)‑二酮和三乙胺,混合物在室
温下反应24‑30小时;反应结束后将混合物倒入冰水中,所得沉淀经过滤,洗涤、真空干燥得
粗产物,粗产物用体积比20:1的二氯甲烷和甲醇作洗脱剂经硅胶柱色谱分离,得得到浅黄
色粉末状目标物3‑(3',3'‑二甲基‑6‑硝基螺并[苯并吡喃‑2,2'‑吲哚]‑1'‑基)‑N‑(2‑((2‑
(3‑吗啉代丙基)‑1,3‑二氧‑2,3‑二氢‑1H‑苯并[de]异喹啉‑6‑基)氨基)乙基)丙酰胺,其中
3‑(3',3'‑二甲基‑6‑亚硝基螺[色烯‑2,2'‑二氢吲哚]‑1'‑基)丙酸,1‑(3‑二甲氨基丙基)‑
3‑乙基碳二亚胺盐酸盐,1‑羟基苯并三唑,6‑((2‑氨基乙基)氨基)‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑
苯并[异]喹啉‑1,3(2H)‑二酮和三乙胺的摩尔比为1:2‑3:2‑3:0.8‑1:2‑3。
增加,535nm处的荧光强度逐渐降低,630nm处的荧光强度逐渐增强。在此基础上向荧光比色
皿中加入亚硫酸钠,随着待测样亚硫酸钠的加入,535nm处的荧光强度逐渐增强,630nm处的
荧光强度逐渐减弱;
在荧光光谱仪上测定630nm与535nm处荧光强度的比值为0.96、0.79、0.59、0.42、0.33、
0.20;以二氧化硫浓度为横坐标,以荧光强度为纵坐标绘制图,得到二氧化硫浓度的工作曲
‑6
线;线性回归方程为:F630/F535=‑0.015c+0.934,c的单位为10 mol/L;
附图说明
具体实施方式
所得残渣用20mL冰乙醇洗涤三次,得到白色粉末状产物(3.13g,产率:78.4%);
时,冷却至室温后将反应液倒入100mL冰水中,继续搅拌30分钟,所得沉淀过滤、洗涤、真空
干燥得到黄色固体(0.66g,产率:85.2%);
20mL乙醚洗涤三次除去未反应原料,残余物用体积比二氯甲烷(5mL)与丙酮(25mL)重结晶
得到浅紫色粉末状产物(3.78g,产率:57.7%);
拌回流6‑8小时,然后冷却至室温,过滤、洗涤、真空干燥得到暗黄色固体(3.03g,产率:
83.7%);
并三唑(0.76g,4mmol)混合溶解于10mL无水N,N‑二甲基甲酰胺中,混合物在0℃氩气保护下
反应0.5小时,然后向反应体系中分别加入6‑((2‑氨基乙基)氨基)‑2‑(3‑吗啉代丙基)‑1H‑
苯并[异]喹啉‑1,3(2H)‑二酮(0.30g,0.8mmol)和三乙胺(0.3mL),混合物在室温下反应24
小时。反应结束后将混合物倒入50mL冰水混合物,所得沉淀经过滤,洗涤、真空干燥得粗产
物,粗产物用体积比20:1的二氯甲烷和甲醇作洗脱剂经硅胶柱色谱分离,得橘黄色粉末
1
(0.47g,产率:79.3%)。H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.61(d,J=7.3Hz,1H),8.42(d,J=8.3Hz,
1H),8.25(d,J=8.4Hz,1H),7.98(d,J=8.9Hz,1H),7.87(s,1H),7.66(t,J=7.8Hz,1H),
7.14(d,J=7.1Hz,1H),7.12(t,J=7.8Hz,1H),7.09(d,J=7.2Hz,1H),6.90(t,J=7.4Hz,
1H),6.69(t,J=9.5Hz,2H),6.64(d,J=7.7Hz,1H),6.51(d,J=8.4Hz,1H),6.21(s,1H),
5.74(d,J=10.3Hz,1H),4.26(t,J=7.3Hz,2H),3.80–3.74(m,1H),3.73–3.66(m,2H),3.63
(s,4H),3.56–3.51(m,1H),3.39(d,J=4.4Hz,2H),2.73–2.67(m,1H),2.54(d,J=10.4Hz,
13
2H),2.52–2.41(m,4H),2.02–1.93(m,2H),1.22(s,3H),1.05(s,3H).(图1) C NMR(151MHz,
CDCl3)δ174.53(s),164.79(s),164.29(s),159.14(s),149.75(s),146.12(s),141.13(s),
136.09(s),134.45(s),131.17(s),129.80(s),128.54(s),127.83(s),127.03(s),125.91
(s),124.96(s),122.97(s),122.79(s),122.09(s),121.57(s),120.30(s),120.15(s),
118.54(s),115.37(s),110.16(s),106.79(d,J=15.7Hz),103.29(s),66.93(s),56.61
(s),53.53(s),52.92(s),46.37(s),39.96(s),39.28(s),38.57(s),35.79(s),25.65(s),
+
19.73(s).(图2)ESI‑MS:[M+H]Calcd.For 745.3349,Found 745.3346(图3)。
光比色皿中,然后将荧光比色皿置于紫外光下分别照射0、30、60、90、120秒,同时在荧光分
光光度仪上检测,随着紫外光照射时间增加,535nm处的荧光强度逐渐降低,630nm的荧光强
度逐渐增强。荧光发射图见图4。
光比色皿中,然后将荧光比色皿置于紫外光下分别照射120秒,然后取二氧化硫的水溶液,
逐渐用微量进样器加到此比色皿中,加样的同时在荧光分光光度仪上检测,随着二氧化硫
的加入,535nm处的荧光强度逐渐增强,630nm的荧光强度逐渐减弱。荧光发射图见图5。
的DMSO溶液,然后将荧光比色皿置于紫外光下分别照射120秒,再分别加入10倍当量的其它
2‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ 2‑ ‑ ‑
分析物和二氧化硫的水溶液:Cys,Hcy,GSH,SO4 ,SCN ,F ,Cl ,Br ,I ,AcO ,CO3 ,NO2 ,N3 ,
2‑ ‑
SO3 ,HSO3在荧光分光光度仪上检测,绘制不同分析物对应的630nm处与535nm处荧光强度
比值柱状图(见图6)。二氧化硫使得检测体系在630nm处与535nm荧光强度明显降低,其它的
分析物基本没有引起检测体系荧光强度的变化。
DMSO溶液,紫外光照射120秒后,分别向比色皿加入二氧化硫溶液的体积为0、10、20、30、40、
50μL,然后在荧光光谱仪上测定630nm与535nm处荧光强度的比值为0.96、0.79、0.59、0.42、
0.33、0.20。以二氧化硫浓度为横坐标,以荧光强度为纵坐标绘制图,得到二氧化硫浓度的
‑6
工作曲线;线性回归方程为:F630/F535=‑0.015c+0.934,c的单位为10 mol/L。(见图7)。
取二氧化硫的溶液35μL,用微量进样器加到此比色皿中,同时在荧光光谱仪上测定630nm与
‑6
535nm处荧光强度的比值为0.397,通过实施例4的线性回归方程,求得c=35.79×10 mol/
L,偏差为2.2%。见图8。
胞培养液中,使得其浓度为10μM,与HeLa细胞在37℃下,反应15min,体系在荧光成像仪下呈
现绿色荧光;将HeLa在紫外光环境下照射3min,体系在荧光成像仪下显示红色荧光,然后再
加入外源的二氧化硫,使其浓度为分别为50μM,在37℃下,反应15min,体系在荧光成像仪下
出现绿色荧光,见图9。