基于噻吩化合物的荧光探针在检测极性值和粘度值中的用途

1.结构式如式(1)所示的化合物在检测极性值和粘度值中的应用，
2.结构式如式(1)所示的化合物在制备检测极性值和粘度值的产品中的应用，
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述极性值和粘度值为溶液或细胞内的极
性值和粘度值。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述产品为试剂或试剂盒。
5.一种检测溶液或细胞极性值和粘度值的试剂盒，其特征在于，包括结构式如式(1)所
示的化合物：
6.一种检测溶液中极性值和粘度值的方法，其特征在于，包括：
将结构式如式(1)所示的化合物加入待测溶液中进行反应，反应结束后所得反应液在
激发波长为399nm、发射波长为485nm下测得待测溶液的极性变化，在激发波长为440nm、发
射波长为595nm下测得待测溶液的粘度变化；

基于噻吩化合物的荧光探针在检测极性值和粘度值中的用途\n技术领域\n[0001] 本申请涉及荧光探针检测技术领域，具体涉及一种已知化合物在检测溶液 极性\n值和粘度值中的新用途。\n背景技术\n[0002] 荧光探针由于可实现高通量检测、高选择性、高灵敏度、细胞/活体样本损 伤小等\n优点，已用于检测活体中活性小分子、酶、金属离子的浓度或活性，揭 示了多种疾病的发生\n机制及分析物的代谢路径。目前，对于荧光探针领域而言， 未来的探针发展趋势有：1)制备\n方法经济化，更适合工业化生产；2)检测对 象多功能化，可用单一探针实现同一种疾病模\n型下多分析物的相互关系的研究。\n[0003] 多项研究发现，疾病的发生与细胞内环境的变化息息相关。例如，相比于 正常细\n胞，肿瘤细胞内环境的粘度值较大，极性值较小。目前，多数探针只能 单一检测细胞中的粘\n度值或极性值，不利于疾病模型的多因素分析。因此，制 备和发现可实现粘度值和极性值\n检测的双功能探针具有重要的研究价值和应用 价值。有鉴于此，特提出本发明申请。\n发明内容\n[0004] 本申请提供一种化合物在定性检测溶液极性值和粘度值中的新用途。\n[0005] 化合物结构式如式(1)所示：\n[0006]\n[0007] 该化合物为已知化合物，其制备方法可参见(Li S，Wang P，Feng W，et al. \nSimultaneous imaging of mitochondrial viscosity and hydrogen peroxide in \nAlzheimer's disease by a single near‑infrared fluorescent probe with a large \nStokes shift[J].Chemical Communications,2020,56:1050‑1053)。\n[0008] 该化合物属于传统的推‑拉荧光团，使得探针对极性值的响应能力提供可能； 另\n一方面，该化合物具有可自由旋转的醛基和N,N‑二甲基基团，使得该化合物 对粘度值的响\n应能力提供可能。本申请发明人在日常利用荧光分光光度计进行 荧光检测实验中发现，该\n化合物同时具有极性值和粘度值双响应功能。\n[0009] 基于此，本申请提供一种结构式如式(1)所示的化合物在检测极性值和粘 度值中\n的应用。\n[0010] 本发明还提供一种结构式如式(1)所示的化合物在制备检测极性值和粘度 值的\n产品中的应用。\n[0011] 可选的，所述产品为试剂或试剂盒\n[0012] 可选的，所述极性值和粘度值为溶液或细胞内的极性值和粘度值。\n[0013] 本申请还提供一种检测溶液或细胞极性值和粘度值的试剂盒，包括结构式 如式\n(1)所示的化合物：\n[0014]\n[0015] 本申请还提供一种检测溶液中极性值和粘度值的方法，包括：\n[0016] 将结构式如式(1)所示的化合物加入待测溶液中进行反应，反应结束后所 得反应\n液在激发波长为399nm、发射波长为485nm下测得待测溶液的极性变化， 在激发波长为\n440nm、发射波长为595nm下测得待测溶液的粘度变化。\n[0017] 可选的，检测极性变化时，选用1,4‑二氧六环‑水混合体系为极性测试体系， 1,4‑\n二氧六环和水的粘度值几乎相等，1,4‑二氧六环极性值小，水极性值大。\n[0018] 可选的，检测粘度变化时，选用甘油‑乙醇混合体系为粘度测试体系，甘油 和乙醇\n的极性值几乎相等，甘油的粘度值大，乙醇的极性值小。\n[0019] 对溶液中的极性变化进行定性检测时的检测方法包括：\n[0020] 将所述双功能荧光探针加入1,4‑二氧六环‑水混合溶液中，混匀后，在激发 波长\n为399nm，发射波长为485nm下采集待测溶液的荧光强度，比较不同1,4‑ 二氧六环‑水比例\n下的荧光强度。\n[0021] 对溶液中的粘度变化进行定性检测，检测方法包括：\n[0022] 将所述双功能荧光探针加入甘油‑乙醇混合溶液中，混匀后，在激发波长为 \n440nm，发射波长为595nm下采集待测溶液的荧光强度，比较不同甘油‑乙醇比 例下的荧光\n强度。\n[0023] 本申请至少具有如下有益效果：\n[0024] 双功能荧光探针(I)可在不同荧光通道下实现溶液极性值和粘度值的分别 检测，\n提高探针的利用率和细胞/活体可视化性能，具有良好的科研和实际应用 价值。\n附图说明\n[0025] 图1‑图2为荧光探针(I)的核磁氢谱及碳谱。\n[0026] 图3为荧光探针(I)在激发波长为399nm、发射波长为485nm时，在不同 1,4‑二氧六\n环‑水比例下的混合体系的荧光强度图。\n[0027] 图4为荧光探针(I)在激发波长为440nm、发射波长为595nm时，在不同 甘油‑乙醇\n比例下的混合体系的荧光光谱图。\n[0028] 图5为荧光探针(I)的抗干扰荧光强度图。\n[0029] 图6为荧光探针(I)的细胞毒性测试图。\n[0030]\n具体实施方式\n[0031] 下面将结合实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的\n实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申 请中的实施例，本领\n域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本申请\n保护的范围。\n[0032] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术 领域\n的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术 语只是为了描\n述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。\n[0033] 实施例1：双功能荧光探针(I)的制备\n[0034] 在氮气环境中，将化合物1,4‑溴‑N,N‑二甲基苯胺(5mmol)和催化剂 Pd(PPh3)4\n(0.43mmol)置于15mL四氢呋喃中，随后加入K2CO3水溶液(2M, 1.25mL)。1小时后，将溶解于\n10mL四氢呋喃的5‑甲酰基‑2‑噻吩硼酸(10mmol) 缓慢加入反应溶液中，在80℃下搅拌反应\n12小时。待反应结束后，将反应混合 物冷却至室温，倒入饱和NaCl溶液中，用二氯甲烷萃取\n三次，有机层用无水硫 酸钠干燥，真空浓缩。硅胶层析纯化粗产品，洗脱剂为二氯甲烷/石\n油醚(v/v,1:1)， 得到荧光探针(I)(0.29g，产率为25.2％)。\n[0035] 合成路线：\n[0036]\n[0037] 该荧光探针(I)的核磁氢谱如图1所示，核磁碳谱如图2所示。1H NMR(400 MHz,\nChloroform‑d)δ9.82(s,1H),7.68(d,J＝4.0Hz,1H),7.56(d,J＝9.0Hz,2H), 7.24(d,J＝\n13\n4.1Hz,1H),6.72(d,J＝8.4Hz,2H),3.02(s,6H). C NMR(101MHz, Chloroform‑d)δ182.43,\n156.01,151.09,140.10,138.07,127.48,121.51,112.17, 40.24.\n[0038] 实施例2：双功能荧光探针(I)(10μM)对极性响应的荧光光谱测试。\n[0039] 准确称取一定量双功能荧光探针(I)，用二甲基亚砜配制成浓度为10mM 的母液，\n移液枪吸取4μL加入到4mL不同1,4‑二氧六环‑水比例中的混合溶剂中， 摇荡混匀后加入到\n比色皿中，用荧光分光光度计测定探针(I)在不同混合体系 中的荧光光谱。\n[0040] 由图3可知，随着混合液中1,4‑二氧六环的比例降低，溶液的极性增加，以 399nm\n为激发波长、485nm为发射波长的荧光强度不断降低，证明了探针对溶 液极性具有响应能\n力。\n[0041] 实施例3：双功能荧光探针(I)(10μM)对粘度响应的荧光光谱测试。\n[0042] 准确称取一定量双功能荧光探针(I)，用二甲基亚砜配制成浓度为10mM 的母液，\n移液枪吸取4μL加入到4mL不同甘油‑乙醇比例中的混合溶剂中，摇荡 混匀后加入到比色皿\n中，用荧光分光光度计测定探针(I)在不同混合体系中的 荧光光谱。\n[0043] 由图4可知，随着混合液中甘油的比例升高，溶液的粘度增加，以440nm 为激发波\n长、595nm为发射波长的荧光强度不断升高，证明了探针对溶液粘度 具有响应能力。\n[0044] 实施例4：双功能荧光探针(I)的抗干扰能力的测试。\n[0045] 准确称取一定量的荧光探针(I)，用二甲基亚砜配制成浓度为10mM的母 液，一方\n面，移液枪吸取4μL加入到4mL含有不同被分析物的PBS溶液中(1 至11分别为Na2SO4、NaNO2、\nNa2SO3、NaHSO3、CH3COONa、Na2CO3、NaF、 KBr、KI、NaClO、1,4‑Dioxane)中，摇荡混匀、超声后\n加入到比色皿中，用荧 光分光光度计以399nm为激发波长、485nm为发射波长进行测试；另\n一方面， 移液枪吸取4μL加入到4mL含有不同被分析物的PBS溶液中(1至17分别为 Na2SO4、\nNaNO2、Na2SO3、NaHSO3、CH3COONa、Na2CO3、NaF、KBr、KI、 Cys、GSH、Hcy、NaHS、H2O2、NaClO、PBS、\n甘油)中，摇荡混匀、超声后 加入到比色皿中，用荧光分光光度计以440nm为激发波长、\n595nm为发射波长 进行测试；\n[0046] 如图5a所示，相比于1,4‑二氧六环，其它被分析物的加入对探针在485nm 处的荧\n光强度影响很小；如图5b所示，相比于甘油，其它被分析物的加入对探 针在595nm处的荧光\n强度影响很小。以上实验结果证明探针对极性值和粘度值 均有很好的特异性。\n[0047] 实施例5：荧光探针(I)对Hela细胞的毒性实验。\n[0048] 利用MTT细胞毒性实验测试荧光探针(I)对Hela细胞的毒性大小。Hela 细胞用含\n有不同浓度的探针培养液孵育24h后，计算细胞的存活率。\n[0049] 结果如图6所示，即时探针浓度达到20μM时，细胞存活率可高达80％以 上，证明探\n针对细胞的毒性较小，具有用于细胞成像的潜力。\n[0050] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并\n不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来\n说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本申请的保\n护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权 利要求为准。