Page 91 - 《精细化工》2020年第7期
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第 7 期 储正相，等: 基于 BODIPY 的生物硫醇荧光探针的合成和光物理性质 ·1373·
损伤、癌症以及帕金森综合征等疾病 [4-10] 。高浓度 前期报道表明，荧光检测法可以快速有效地检
水平的半胱氨酸会导致神经退行性病变，而过低浓 测生物硫醇，此外合理的分子设计还能够有效区别
度水平的半胱氨酸则会导致生长缺陷和皮肤损伤 [6-7] ； Cys 与 Hcy/Gsh。然而，目前大部分探针分子的发光
同型半胱氨酸则与血管和肾脏疾病密切相关，血液 颜色主要集中在蓝绿光和黄绿光区域，容易受生物
中高浓度的同型半胱氨酸往往是心脑血管疾病、阿 体背景荧光影响。而红光对生物体具有良好的穿透
尔兹海默症、神经管缺陷等疾病的征兆 [11-12] 。Gsh 性，同时可消减背景噪音的干扰，是观测生理指标
作为生物体内含量最多的生物硫醇，可以清除体内 的理想选择。
的活性氧和自由基，保护生物体免受氧化和毒素损 本文基于氟硼二吡咯（BODIPY）发色团，设
伤，含量过低则会导致多种疾病的发生 [9,13] 。因此， 计合成一种荧光探针分子（BDP-NBD），通过双键
有效监测生物硫醇对于人体健康具有重要的意义。 在吡咯 α 位引入咔唑基团，调节其发射光谱至红光
目前，传统对生物硫醇的检测方法主要是高效 范围。此外，NBD-Cl 的引入可实现对生物硫醇的识
液相色谱法、质谱法和毛细管电泳法，但这些检测 别。在对探针分子进行结构表征的基础上，结合光
方法的前期样品预处理过程繁杂，检测运行时间长， 物理性质，考察探针分子对不同生物硫醇的识别效
对硫醇进行量化分析困难，无法在实际生活中得到 果，旨在为今后高性能硫醇检测功能材料的设计合
广泛应用 [14-16] 。近年来，基于光诱导电子转移（PET） 成提供理论依据。
和分子内电荷转移（ICT）等机理的一些荧光检测法 1 实验部分
因其简单、灵敏和廉价等优点，受到了广泛关注。
更重要的是，荧光探针还可以在活体内进行实时监 1.1 试剂与仪器
测和生物成像，因此在生物医学、分析化学和化学 3-溴咔唑、正丁基锂、4-羟基苯甲醛、2,4-二甲
生物学等领域得到了广泛的关注。延边大学 XU 等 [17] 基吡咯、三氟乙酸、三氟化硼·乙醚、2,3-二氯-5,6-
基于香豆素设计合成了一种荧光探针，该探针以氯 二氰对苯醌、4-氯-7-硝基-1, 2, 3-苯并氧杂二唑，
原子作为反应基团，能够被生物体内的巯基取代， AR，安耐吉化学；溴代正丁烷、甲苯、哌啶、乙酸、
从而实现对硫醇的检测。此外，探针上的醛基还可 乙醚、三乙胺（TEA）、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺
以和 Cys 上的氨基和巯基通过缩合形成大环阳离 （DMF），AR，国药集团化学试剂有限公司。
子，从而实现 Cys 与 Hcy/Gsh 区分。香港城市大学 Bruker AV-400 核磁共振波谱仪，德国 Bruker
ZHANG 等 [18] 利用四氟对苯二腈来实现对不同生物 公司；LTQ Orbitrap XL 质谱仪，美国赛默飞世尔公
硫醇的检测，探针分子相邻两个氟原子可以与 Cys 司；TU-1900 型紫外-可见分光光度仪，中国普析公
中的巯基和氨基反应，生成六元环状化合物分子， 司；F4600 型荧光光谱仪，日本 Hitachi 公司；LC600B
而与 Hcy 和 Gsh 发生一次亲核取代反应后就不会继 高效液相色谱仪，中国科捷分析仪器有限公司。
续反应，从而形成了两类不同的荧光产物，根据这 1.2 合成路线
个性质也实现了对不同硫醇的检测。 目标探针分子 BDP-NBD 的合成路线如下所示。
1.3 方法 （131 mg, 0.657 mmol）置于 100 mL 圆底烧瓶中，
化合物 BODIPY、Ⅱ、Ⅲ按照文献[19-21]的方 用乙醇（20 mL）作为溶剂将其溶解，再逐滴加入三
法进行合成。 乙胺（5 mL）。在室温下搅拌反应 12 h。反应结束后，
化合物 BDP-NBD 的合成：称取化合物Ⅲ（160 mg, 用二氯甲烷（DCM）萃取 3 次，有机相用无水 NaSO 4
0.28 mmol）和 4-氯-7-硝基-1, 2, 3-苯并氧杂二唑 干燥除水，过滤，减压蒸馏除去二氯甲烷得到粗产
