吗啉-吡啶-部花菁衍生物作为硫化氢荧光探针的应用

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及吗啉-吡啶-部花菁衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

硫化氢（H

近年来，荧光分子探针技术由于具有灵敏度高、操作简单、成本低等特点，已经成为检测重要金属离子，阴离子和小分子的重要手段。但现有绝大多数硫化氢荧光探针需要有机助溶剂（>10%），无法在纯水相中实现硫化氢的识别，限制了其进一步实际应用。而且当今对溶酶体靶向定位的硫化氢荧光探针的报道并不多。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明考虑到部花菁衍生物优异的光化学和光物理特性，以含吡啶的部花菁衍生物为荧光探针，并引进吗啉环作为溶酶体的定位基团，合成了一种高灵敏度、高选择性的硫化氢荧光探针。该探针能应用于纯水体系中硫化氢的测定，并具有溶酶体靶向功能，能应用于溶酶体内硫化氢浓度的检测。

本发明的主要目的在于提供一种吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针在作为硫化氢荧光探针方面的应用，特别是在作为检测HeLa活细胞溶酶体内硫化氢的荧光探针中的应用。本发明的吗啉-吡啶-部花菁衍生物硫化氢荧光探针可用于纯水体系和细胞溶酶体内针对硫化氢的灵敏度高、选择性好的吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针；本发明还提供了该荧光探针的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种吗啉-吡啶-部花菁衍生物作为硫化氢荧光探针在细胞溶酶体荧光成像中的应用，所述吗啉-吡啶-部花菁衍生物具有如下结构式：

本发明还提供了一种吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针的制备方法，具体制备方法如下：

S1：将4-[2-(6-羟基-2-萘基)-乙烯基]-1-[2-(4-吗啉基乙基)]-吡啶溴盐和2,4-二硝基氟苯溶解于乙腈中；

S2：将S1所得溶液加入无水碳酸钾，然后在室温下搅拌反应3-4h；

S3：将S2所得溶液旋蒸，将所得固体残渣用乙酸乙酯清洗，再用乙醇重结晶，得到所述吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针。

更进一步地，步骤S2中，4-[2-(6-羟基-2-萘基)-乙烯基]-1-[2-(4-吗啉基乙基)]-吡啶溴盐和无水碳酸钾的摩尔比为1:2。

更进一步地，步骤S1中加入的4-[2-(6-羟基-2-萘基)-乙烯基]-1-[2-(4-吗啉基乙基)]-吡啶溴盐和2,4-二硝基氟苯的摩尔比为1:1.2。

更进一步地，吗啉-吡啶-部花菁衍生物的具体制备方法为，将4.41 g, 4-[2-(6-羟基-2-萘基)-乙烯基]-1-[2-(4-吗啉基乙基)]-吡啶溴盐（10 mmol）和2.23 g 2，4-二硝基氟苯（12 mmol）溶于0.2L乙腈中，再加入2.77 g无水碳酸钾（20 mmol），室温下搅拌反应3-4h，反应结束将反应液旋蒸，所得固体用乙酸乙酯清洗，再用无水乙醇重结晶，得到所述吗啉-吡啶-部花菁衍生物。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：本发明的吗啉-吡啶-部花菁衍生物硫化氢荧光探针可用于纯水体系和细胞溶酶体内硫化氢的高灵敏度高选择性荧光检测。本发明通过缩合反应制备吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针，原料易得，合成和后处理方法简单。在多种常见阴离子及氨基酸中，只对HS

附图说明

图1为本发明实施例1制得的吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针的

图2为本发明实施例1制得的吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针的

图3为本发明实施例1制得的吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针的质谱谱图；

图4为本发明实施例1制得的吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针(1×10

图5为本发明实施例1制得的吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针(1×10

图6为在HeLa细胞中，吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针与商用溶酶体定位染料LysoTracker Blue共染荧光成像图；HeLa细胞用1×10

其中：a为蓝色通道荧光成像图；b为绿色通道荧光成像图；c为蓝色通道和绿色通道叠加后的图片；d为蓝色通道和绿色通道强度相关图；e为贯穿单个HeLa细胞区域蓝色通道和绿色通道强度分布叠加图。

图7为在HeLa细胞中，HeLa细胞用1×10

其中：a为上述荧光探针绿色通道荧光成像图；b为上述荧光探针红色通道荧光成像图；c为上述荧光探针绿色通道和红色通道荧光图叠加后的图片；d为上述荧光探针亮场图；e为绿色通道、红色通道和亮场图叠加后的图片；f为上述荧光探针+HS

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步详细说明本发明，但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。本发明实施例采用的试剂和原料为常规市场购买得到。

实施例1

本实施例吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针的制备方法如下：

将4.41 g, 4-[2-(6-羟基-2-萘基)-乙烯基]-1-[2-(4-吗啉基乙基)]-吡啶溴盐（10 mmol）和2.23 g 2,4-二硝基氟苯（12 mmol）溶于0.2L乙腈中，再加入2.77 g无水碳酸钾（20 mmol），室温下搅拌反应3-4 h，反应结束将反应液旋蒸，所得固体用乙酸乙酯清洗，再用无水乙醇重结晶，得到所述吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针。目标产物的产率为67%。

采用核磁共振仪对制得的吗啉-吡啶-部花菁衍生物进行核磁共振分析，结果如下：

质谱ESI-MS: m/z = 527.1859 for [M-Br]

实施例2

吗啉-吡啶-部花菁衍生物对HS

将上述实施例1制得的吗啉-吡啶-部花菁衍生物作为荧光探针在HEPES缓冲溶液(0.05 mol/L，pH = 5)中配制成摩尔浓度为1×10

通过图5的滴定光谱计算可以得到HS

实施例3

吗啉-吡啶-部花菁衍生物荧光探针在细胞内HS

HeLa细胞用1×10

HeLa细胞用1×10

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。