一种基于芘的荧光探针及其制备方法和应用

本发明属于功能材料，涉及荧光探针材料，具体涉及一种基于芘的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术：

1、硫元素也是人体内至关重要的组成部分，而生物硫醇以及含硫氨基酸等作为蛋白质的重要组成部分，是人体内不可或缺的一类物质。其中半胱氨酸是人体内最重要的一种生物硫醇，主要由体内的蛋氨酸和胱氨酸转化而来，主要负责合成蛋白质以及担任蛋白质代谢的中间产物，人体内半胱氨酸的含量是30-200μm。半胱氨酸的功能具备特殊性(含有还原性巯基)，主要负责调整体内氧化还原的平衡，而作为几种疾病的临床标记物，半胱氨酸浓度异常会引起一系列生理病变，例如婴儿体内含量异常时会导致发育迟缓、头发干枯脱色。缺乏半胱氨酸时会导致肝脏损伤、肌肉和脂肪流失、皮肤病等多种综合征。因此实现高效检测半胱氨酸含量的方法是疾病诊断领域的一大关键突破。

2、目前用于检测半胱氨酸含量的方法主要分为以下几大类：高效液相色谱法、流动注射分析法、电化学分析法、表面增强拉曼法、荧光探针检测法以及毛细管电泳法等。其中除了荧光探针检测法外，其余几种方法不能兼顾准确性和便捷，很难应用于原位测试。而荧光探针由于具备成本低、便携、操作简便等特点逐渐被广泛应用，主要利用探针和半胱氨酸发生环化反应、亲核加成、重排反应从而导致发射波长乃至于荧光强度改变达到检测的目的。但目前已有用来检测半胱氨酸的荧光探针中，稳定性不足、无法特异性检测的问题依旧存在，因此急需性质稳定、专一性检测半胱氨酸的荧光探针的出现。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于芘的荧光探针及其制备方法和应用，该基于芘的荧光探针有很好的选择性、抗干扰能力和稳定性，能够特异性检测活细胞中的半胱氨酸。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种基于芘的荧光探针，结构式如下：

4、

5、其中，r1包括中任意一种。

6、一种如上述的基于芘的荧光探针的制备方法，反应式为：

7、

8、其中，r1包括中任意一种。

9、具体的，其制备方法包括以下步骤：

10、步骤一、以无水乙醇作溶剂，加入乙酰基芘和取代醛搅拌至溶解后，加入催化剂至体系呈碱性，回流搅拌，使得乙酰基芘和取代醛进行加成反应；

11、步骤二、反应完全结束后，进行分离、提纯得到橙黄色固体，即为基于芘的荧光探针。

12、优选的，所述的乙酰基芘和取代醛的摩尔比为1:1.2。

13、优选的，所述的催化剂包括占乙酰基芘和取代醛的20mol％的吡啶或溶液30vol-％的10％氢氧化钠溶液。

14、优选的，所述的加成反应过程中采用薄层色谱法监测。

15、进一步的，所述的薄层色谱法的pe:ea＝(2～6):1，rf＝0.2～0.4。。

16、优选的，所述的分离包括加入1m盐酸中和至中性，然后萃取，合并有机相，干燥并去多余溶剂。

17、优选的，所述的提纯采用柱层析法。

18、本发明还保护一种如上所述的基于芘的荧光探针在检测半胱氨酸过程中的应用。

19、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

20、本发明利用乙酰基芘和取代醛为原料，一步反应合成了一种特异性检测半胱氨酸的荧光探针，在未加入任何待测物的情况下，探针自身具备微弱荧光，在识别结合半胱氨酸后，探针本身共轭体系被破坏，在239nm波长的激发下，386nm处的荧光信号被激活，荧光强度增强从而监测被测物浓度变化，该探针对半胱氨酸的检测表现出了较强的选择性、稳定性以及光稳定性，并通过ph和温度条件的选择得出其具备潜在应用于生物体的可能性。

技术特征：

1.一种基于芘的荧光探针，其特征在于，结构式如下：

2.一种如权利要求1所述的基于芘的荧光探针的制备方法，其特征在于，反应式为：

3.如权利要求2所述的基于芘的荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的基于芘的荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的乙酰基芘和取代醛的摩尔比为1:1.2。

5.如权利要求3所述的基于芘的荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的催化剂包括占乙酰基芘和取代醛的20mol％的吡啶或溶液30vol-％的10％氢氧化钠溶液。

6.如权利要求3所述的基于芘的荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的加成反应过程中采用薄层色谱法监测。

7.如权利要求6所述的基于芘的荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的薄层色谱法的pe:ea＝(2～6):1，rf＝0.2～0.4。

8.如权利要求3所述的基于芘的荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的分离包括加入1m盐酸中和至中性，然后萃取，合并有机相，干燥并去多余溶剂。

9.如权利要求3所述的基于芘的荧光探针的制备方法，其特征在于，所述的提纯采用柱层析法。

10.一种如权利要求1所述的基于芘的荧光探针在检测半胱氨酸过程中的应用。

技术总结本发明公开了一种基于芘的荧光探针及其制备方法和应用，制备方法包括：按摩尔比1:1.2在圆底烧瓶中加入乙酰基芘和取代醛，再加入无水乙醇作溶剂，常温搅拌下5min后，加入催化剂，回流搅拌，并用薄层色谱法监测反应；待反应完全结束后，加入1M盐酸中和至中性，然后用二氯甲烷进行萃取，合并有机相，经过无水硫酸钠干燥后旋转蒸发除去多余溶剂，最后采用柱层析提纯，得到橙黄色固体；在未加入任何待测物的情况下，探针自身具备微弱荧光，在识别结合半胱氨酸后，荧光强度增强从而监测被测物浓度变化，该探针对半胱氨酸的检测表现出了较强的选择性、稳定性以及光稳定性，并通过pH和温度条件的选择得出其具备潜在应用于生物体的可能性。技术研发人员：王蒙州,刘晴,蔺广洲受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2