本发明属于分析化学，具体涉及一种多功能荧光探针的合成，以及该多功能荧光探针在环境中同时区分检测半胱氨酸（cys）、同型半胱氨酸（hcy）、谷胱甘肽（gsh）和淀粉样蛋白，多通道荧光成像细胞内源性和外源性cys、hcy、gsh和淀粉样蛋白的应用。
背景技术：
1、半胱氨酸（cys）、同型半胱氨酸（hcy）和谷胱甘肽（gsh）是细胞中含量最丰富的三种小分子生物硫醇，在维持细胞形态和基本功能方面起着重要作用，并与许多疾病密切相关（chinese chemical letters, 2019, 30 (3): 563-565）。cys是合成许多蛋白质的原料，异常浓度的cys会导致人类心血管及肝功能受损等疾病（chem. commun. 2015, 51,4245-4248）。gsh是细胞中最丰富的低分子量生物硫醇，在维持细胞氧化还原的动态平衡及基因调控等生理活动中发挥重要的作用。当体内hcy含量过高时可能会导致冠心病、阿尔茨海默氏病和心血管疾病等疾病（bioorganic & medicinal chemistry letters, 2019, 29(15): 1957-1961）。阿尔茨海默病（ad）是一种起病隐匿的进行性神经退行性疾病，而淀粉样蛋白的沉积被认为是主要原因之一，并出现在疾病的早期。最新研究证实，淀粉样蛋白被证明是最具神经毒性的化合物，在大脑海马体中沉淀聚积后具有很强的神经毒性作用，会造成神经细胞死亡和tau蛋白过度磷酸化导致认知衰退，被认为是ad的一个早期病理征状(chemical society reviews 2017, 46,310-323)。因此，对体内cys、hcy、gsh和淀粉样蛋白的同时区分检测具有重要意义。
2、近年来开发了大量的荧光探针来检测这些生物硫醇，多数是对生物硫醇的单检测和双检测，能够同时区分cys、hcy和gsh的荧光探针较为少见，且区分度有所欠缺。众所周知，cys、hcy和gsh都具有巯基和氨基，使得他们存在一定的相似性。然而，由于在空间结构上存在差异，它们可能与多个结合位点的荧光探针反应，以不同的结合机制产生不同的反应产物，从而导致系统的不同颜色和荧光信号变化。
技术实现思路
1、鉴于上述情况，克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多通道区分检测cys、hcy、gsh和淀粉样蛋白的多功能荧光探针，为分析检测、环境科学等领域提供一些分析检测方法和思路。
2、本发明的目的还在于提供一种制备方法简单的多功能荧光探针的合成与应用方法。
3、本发明解决问题采取的具体技术方案为多功能荧光探针的合成及其同时区分检测cys、hcy、gsh和淀粉样蛋白的应用，该多功能荧光探针的化学结构式如下：
4、
5、2. 如权利要求1所述的双功能荧光探针的合成，其特征在于，所述双功能荧光探针的制备方法包括以下步骤：
6、步骤1. 合成5-羧基-2-((1e，3e)-4-(4-(二甲基氨基)苯基)丁-1,3-二烯-1-基)-1-乙基-3,3-二甲基-3h-吲哚-1-碘盐
7、a. 将适量的5-羧基-1-乙基-2,3,3-三甲基-3h-吲哚-1-碘化物和适量的(e)- 3- (4-（二甲基氨基）苯基)丙烯醛溶于无水乙醇中，加入适量哌啶，将反应于50摄氏度下搅拌；
8、b. 待反应完全后，过滤得到蓝色固体5-羧基-2-((1e，3e)-4-(4-(二甲基氨基)苯基)丁-1,3-二烯-1-基)-1-乙基-3,3-二甲基-3h-吲哚-1-碘盐。
9、步骤2. 合成（z）-4-（1-（4-（丁硫基）-7-（二乙氨基）-2-氧代-2h-色烯-3-基）-3-乙氧基-3-氧代丙-1-烯-2-基）-1-（2-羟乙基）吡啶-1-碘盐
10、a. 将适量的4-(丁基硫基)-7-(二乙胺基)-2-氧- 2h -铬烯-3-醛和适量的4-(2-乙氧基-2-氧乙基)-1-(2-羟乙基)吡啶-1-碘盐溶于10 ml无水乙醇中，将反应至于50摄氏度下搅拌；
11、b. 反应完全后，将反应液减压旋干，柱层析得到深红色固体（z）-4-（1-（4-（丁硫基）-7-（二乙氨基）-2-氧代-2h-色烯-3-基）-3-乙氧基-3-氧代丙-1-烯-2-基）-1-（2-羟乙基）吡啶-1-碘盐。
12、步骤3. 合成所述的多功能荧光探针
13、将适量的5-羧基-2-((1e，3e)-4-(4-(二甲基氨基)苯基)丁-1,3-二烯-1-基)-1-乙基-3,3-二甲基-3h-吲哚-1-碘盐溶于6 ml无水dcm中，加入适量的 4-二甲氨基吡啶（dmap），室温搅拌10-15分钟，再加入适量的（z）-4-（1-（4-（丁硫基）-7-（二乙氨基）-2-氧代-2h-色烯-3-基）-3-乙氧基-3-氧代丙-1-烯-2-基）-1-（2-羟乙基）吡啶-1-碘盐和适量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（edci），室温搅拌反应2小时，待反应完全后，粗品通过柱层析纯化得到蓝色固体即所述的多功能荧光探针。
14、本发明的多功能荧光探针同时区分cys、 hcy、gsh和淀粉样蛋白使用方法：无特殊说明，通常在室温下将探针分子溶解在有机相和水相体积比为5:5的环境下用于分析检测，有机相为二甲基亚砜（dmso），水相为ph = 7.4的磷酸盐缓冲溶液（pbs）和分析物的水溶液。
15、本发明的多功能荧光探针具体特征如下：该分子荧光探针用二甲基亚砜（dmso）溶解，探针溶解在有机相（dmso）和水相（pbs）（5:5，v/v）的溶液中，与cys在37摄氏度反应30分钟后，在380 nm激发波长下发射446 nm的强蓝色荧光；与gsh在37摄氏度反应30分钟后，在420 nm激发波长下发射535 nm的强绿色荧光；与hcy在37摄氏度反应30分钟后，在480 nm激发波长下发射622 nm的红色荧光；与淀粉样蛋白在37摄氏度反应30分钟后，在650 nm激发波长下发射721 nm的近红外荧光，探针本身并无明显荧光。因此能够实现特定激发与荧光发射信号检测特定分析物。上述荧光探针实现了在不同激发光的条件下区分检测cys、hcy、gsh和淀粉样蛋白，对asp、pro、glu、tyr、ser、val、ala、leu、thr、dop等氨基酸、含硫衍生物及其他活性氧物质均无明显响应，且对cys、hcy、gsh和淀粉样蛋白的检测限较低。因此，本发明公开的多功能荧光探针能够很好地实现对cys、hcy、gsh和淀粉样蛋白的高灵敏区分检测及成像。
1.同时区分成像半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽和淀粉样蛋白多功能荧光探针的化学结构式如（1）所示： （1）。
2.如权利要求1所述的多功能荧光探针的合成，其特征在于，所述双功能荧光探针的制备方法包括以下步骤： 步骤1. 合成5-羧基-2-((1e，3e)-4-(4-(二甲基氨基)苯基)丁-1,3-二烯-1-基)-1-乙基-3,3-二甲基-3h-吲哚-1-碘盐 a.将适量的5-羧基-1-乙基-2,3,3-三甲基-3h-吲哚-1-碘化物和适量的(e)- 3 - (4-（二甲基氨基）苯基)丙烯醛溶于无水乙醇中，加入适量哌啶，将反应于50摄氏度下搅拌；b.待反应完全后，过滤得到蓝色固体5-羧基-2-((1e，3e)-4-(4-(二甲基氨基)苯基)丁-1,3-二烯-1-基)-1-乙基-3,3-二甲基-3h-吲哚-1-碘盐。 步骤2.合成（z）-4-（1-（4-（丁硫基）-7-（二乙氨基）-2-氧代-2h-色烯-3-基）-3-乙氧基-3-氧代丙-1-烯-2-基）-1-（2-羟乙基）吡啶-1-碘盐 a.将适量的4-(丁基硫基)-7-(二乙胺基)-2-氧- 2h -铬烯-3-醛和适量的4-(2-乙氧基-2-氧乙基)-1-(2-羟乙基)吡啶-1-碘盐溶于10 ml无水乙醇中，将反应至于50摄氏度下搅拌；b.反应完全后，将反应液减压旋干，柱层析得到深红色固体（z）-4-（1-（4-（丁硫基）-7-（二乙氨基）-2-氧代-2h-色烯-3-基）-3-乙氧基-3-氧代丙-1-烯-2-基）-1-（2-羟乙基）吡啶-1-碘盐。 步骤3.合成所述的多功能荧光探针将适量的5-羧基-2-((1e，3e)-4-(4-(二甲基氨基)苯基)丁-1,3-二烯-1-基)-1-乙基-3,3-二甲基-3h-吲哚-1-碘盐溶于6 ml无水dcm中，加入适量的 4-二甲氨基吡啶（dmap），室温搅拌10-15分钟，再加入适量的（z）-4-（1-（4-（丁硫基）-7-（二乙氨基）-2-氧代-2h-色烯-3-基）-3-乙氧基-3-氧代丙-1-烯-2-基）-1-（2-羟乙基）吡啶-1-碘盐和适量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（edci），室温搅拌反应2小时，待反应完全后，粗品通过柱层析纯化得到蓝色固体即所述的多功能荧光探针。
3.如权利要求1所述的多功能荧光探针用于制备器件的应用，其特征在于，所制备的器件能够在环境中定量检测cys、hcy、gsh和淀粉样蛋白，以及在细胞内同时区分成像cys、hcy、gsh和aβ淀粉样蛋白。
