[發(fā)明專利]具有大斯托克斯位移的近紅外熒光染料及合成方法與應用

有效

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• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104448891B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 唐波;李平;肖海濱;張雯
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: C09B23/10
• 分類號: C09B23/10;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪;崔苗苗

技術領域

本發(fā)明涉及一類具有大斯托克斯位移的近紅外熒光染料，及其合成方法與應用，屬于特異性熒光檢測技術領域。

背景技術

目前，熒光成像技術已經(jīng)發(fā)展成為動態(tài)監(jiān)控活細胞及活體中生物分子事件的最重要手段。新型熒光成像傳感器的發(fā)展極大地促進了細胞生物學以及醫(yī)學診斷成像等的進步。

近紅外發(fā)射(E_m>650nm)的熒光染料，由于其具有對生物組織樣品較低的光損傷、較深的組織穿透能力、較低的生物背景熒光干擾等優(yōu)點，而被廣泛用于生物成像領域。目前，有些熒光染料其熒光吸收峰和發(fā)射峰的位置比較接近，斯托克斯位移較小，如10-15nm左右，小的斯托克斯位移由于吸收光譜和發(fā)射光譜具有很大的交蓋，使染料有部分發(fā)射光能被自身吸收，導致染料熒光強度降低，造成染料的自淬滅；而大的斯托克斯位移能夠有效地減少熒光團發(fā)射光子的再吸收。具有大斯托克斯位移，同時具有近紅外發(fā)射的有機熒光染料能夠極大地提高熒光成像的精確度。因此，開發(fā)新型的近紅外發(fā)射同時具有大斯托克斯位移的熒光染料是非常必要的。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明的目的是提供一類具有大斯托克斯位移的近紅外熒光染料，它們具有近紅外最大發(fā)射波長(E_m>650nm)，并且擁有極大的斯托克斯位移(>180nm)。本發(fā)明的熒光染料可以應用于活細胞及斑馬魚活體染色。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一類具有大斯托克斯位移的近紅外熒光染料，其結構式如下：

其中，R為H、Me或OMe。

上述具有大斯托克斯位移的近紅外熒光染料的合成方法，合成路線如下：

步驟如下：

(1)中間體c的合成：

取原料a和b(吲哚碘鹽a和縮合劑b：((E)-2-chloro-3-(hydroxymethylene)cyclohex-1-en?ecarbaldehyde)參照現(xiàn)有技術進行制備，比如：文獻：Tang,B.；Yu,F.；Li,P.；Tong,L.；Duan,X.；Xie,T.；Wang,X.J.Am?Chem.Soc.2009,131,3016-3023.)，溶于甲苯-乙酸混合液，110℃反應2h；反應完畢后，60℃減壓濃縮30min除去溶劑，過柱分離得黑紅色固體，即為中間體c；

所述原料a和b加入的物質的量比為0.5:1-1.5:1；

所述原料b與甲苯-乙酸混合液的比為1mmol:20ml；

所述甲苯-乙酸混合液中，甲苯與乙酸的體積比為10:5-15:5；過柱分離所用的洗脫劑為二氯甲烷-甲醇混合液，二氯甲烷-甲醇混合液中，二氯甲烷與甲醇的體積比為25:1-75:1；所述“柱”，是指薄層色譜柱(色譜柱中的固定相為硅膠)；

2)熒光染料的合成：

將中間體c與苯乙酮類化合物，溶于氫氧化鉀水溶液-甲醇混合液，60-100℃反應15-30h；反應完畢后30-60℃減壓濃縮20-50min，除去溶劑，過柱分離，即得具有大斯托克斯位移的近紅外熒光染料；

所述中間體c與苯乙酮類化合物的物質的量比為1:3-1:1；所述苯乙酮類化合物為苯乙酮、4-甲基苯乙酮或4-甲氧基苯乙酮；

所述中間體c與氫氧化鉀水溶液-甲醇混合液的比為1mmol:20ml；

所述氫氧化鉀水溶液-甲醇混合液中，氫氧化鉀水溶液與甲醇混合液的體積比為2:15-7:15，氫氧化鉀水溶液中，氫氧化鉀的質量分數(shù)為15％；

過柱分離所用洗脫劑為二氯甲烷-甲醇混合液，混合液中，二氯甲烷與甲醇的體積比為50:1-200:1；所述“柱”，是指薄層色譜柱(色譜柱中的固定相為硅膠)。

本發(fā)明的具有大斯托克斯位移的近紅外熒光染料，具有近紅外最大發(fā)射波長(E_m>650nm)，并且擁有非比尋常的大斯托克斯位移(>180nm)。

本發(fā)明的具有大斯托克斯位移的近紅外熒光染料，可以應用于活細胞及斑馬魚活體染色，用于熒光成像。具體應用時，可以將染料分子溶解在生理鹽水、緩沖液或乙腈、二甲亞砜等水溶性有機溶劑中進行應用。