[發(fā)明專利]一種單、雙光子線粒體熒光探針及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310256318.1
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103333678A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于曉強(qiáng);孫渝明;苗芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;C07D401/06;G01N21/64
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種線粒體熒光探針及其應(yīng)用，尤其涉及一種吡啶陽(yáng)離子類化合物的單、雙光子線粒體熒光探針及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

線粒體是真核細(xì)胞內(nèi)具有重要生理功能的細(xì)胞器之一，是細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生能量的重要場(chǎng)所。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，線粒體的數(shù)量、分布與細(xì)胞生命活動(dòng)的旺盛程度密切相關(guān)，在細(xì)胞增殖、分化、細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞內(nèi)自由基生成等生理活動(dòng)中起到重要作用；并與癌癥，老年癡呆等疾病關(guān)系密切。因此，開(kāi)發(fā)新型細(xì)胞內(nèi)線粒體熒光探針成像，并給出細(xì)胞內(nèi)線粒體數(shù)量和分布的信息，有著重要的生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)價(jià)值。

一般來(lái)說(shuō)，觀測(cè)細(xì)胞內(nèi)分子熒光成像的儀器有激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子熒光顯微鏡，其中雙光子熒光顯微鏡在成像活細(xì)胞方面的優(yōu)勢(shì)更為明顯。然而，由于單、雙光子吸收遵循不同的選率，能用于單光子熒光成像的探針有時(shí)并不適用于雙光子熒光顯微鏡。所以，目前適合雙光子顯微鏡使用的、能在活細(xì)胞內(nèi)高選擇性標(biāo)記線粒體內(nèi)的熒光探針十分缺乏。因此，對(duì)能在活細(xì)胞內(nèi)使用并具有高線粒體定位能力和良好雙光子性能的熒光探針的研究迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種吡啶陽(yáng)離子類化合物的單、雙光子線粒體熒光探針及其應(yīng)用。

本發(fā)明所述的單、雙光子線粒體熒光探針，其特征在于：所述熒光探針是通式（I）所示結(jié)構(gòu)的化合物，

其中：上述R₁表示烷基或羥烷基，R₂表示乙酰基或氫。

上述的單、雙光子線粒體熒光探針中：所述R₁優(yōu)選C_1-6的烷基，R₂優(yōu)選乙酰基或氫。

進(jìn)一步的優(yōu)選，所述R₁表示C_1-3的烷基，R₂表示乙酰基。

本發(fā)明所述單、雙光子線粒體熒光探針最優(yōu)選是4-(2-(6-乙酰基-9-乙基咔唑-3-)-乙烯基)-己基吡啶碘鹽。

上述單、雙光子線粒體熒光探針化合物制備方法概述如下：

為了增加分子在生理環(huán)境下的適應(yīng)性，發(fā)明人首先在咔唑氮上引入乙基、丁基或羥乙基，然后利用F-C反應(yīng)合成了相應(yīng)乙酰基咔唑，然后將乙酰基咔唑溴化，再進(jìn)行Heck反應(yīng)，最后將吡啶離子化，得到最終產(chǎn)物吡啶鹽類化合物，其中：所述吡啶鹽類化合物優(yōu)選是4-(2-(6-乙酰基-9-乙基咔唑-3-)-乙烯基)-己基吡啶碘鹽。

上述吡啶鹽類化合物的制備反應(yīng)式如下：

本發(fā)明所述單、雙光子線粒體熒光探針在標(biāo)記或顯示線粒體在活細(xì)胞中分布的應(yīng)用。

其中：所述活細(xì)胞為HeLa或SiHa細(xì)胞。

試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，本發(fā)明所述熒光探針能夠在活細(xì)胞中高選擇性標(biāo)記線粒體，為線粒體相關(guān)的病理學(xué)研究提供了簡(jiǎn)捷、直觀的生物檢測(cè)試劑。也預(yù)示本發(fā)明所述吡啶鹽類化合物作為雙光子線粒體熒光探針具有廣泛的應(yīng)用。

大量的實(shí)驗(yàn)證明：本發(fā)明的吡啶鹽類化合物是一類新型的高選擇性標(biāo)記線粒體熒光探針?lè)肿樱c其功能相近的線粒體熒光探針比，本發(fā)明所述吡啶鹽類化合物具有價(jià)格低、雙光子性能好、激發(fā)能量低、顯色強(qiáng)、生物相溶性較好的特點(diǎn)。本發(fā)明的吡啶鹽類化合物還具有高的線粒體定位能力和雙光子熒光活性吸收截面大的特點(diǎn)，并且本熒光探針和Hochest33342、MTR具有良好生物相容性，在激光激發(fā)熒光生物標(biāo)記領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1：4-(2-(6-乙酰基-9-乙基咔唑-3-)-乙烯基)-己基吡啶碘鹽對(duì)活性SiHa細(xì)胞進(jìn)行染色在寬場(chǎng)熒光顯微鏡下得到的熒光顯微照片。其中a圖為用4-(2-(6-乙酰基-9-乙基咔唑-3-)-乙烯基)-己基吡啶碘鹽染色得到的熒光顯微照片；b圖為明場(chǎng)照片；c圖為左中兩圖的合并圖。

圖2：4-(2-(6-乙酰基-9-乙基咔唑-3-)-乙烯基)-己基吡啶碘鹽和線粒體紅依次對(duì)活性SiHa細(xì)胞進(jìn)行染色后，分別在405和561納米激光輻照下分為三個(gè)通道收集得到的單光子熒光顯微照片。其中a圖為405納米激發(fā)綠色通道的照片，b為561納米激發(fā)紅色通道的照片，c為a、b合并圖片，d圖為c圖中細(xì)胞放大照片，e圖為d圖中畫(huà)線位置兩個(gè)通道中熒光強(qiáng)度分布圖。