[發明專利]靶向線粒體苝酐熒光探針及其應用

有效

• 申請號: 201610945448.X
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106518925B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 劉紅梅;劉愷;崔哲;張樹晨;劉微;姜春燕;李曉幸;曹麗麗;高保祥
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: C07F9/6561
• 分類號: C07F9/6561;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)11369
• 代理人: 湯小東

技術領域

本發明涉及功能高分子技術、分析化學和生物分析化學技術領域，特別涉及一種靶向線粒體苝酐熒光探針及其應用。

背景技術

熒光成像是一種非常有用的檢測手段，它具有非離子低能量輻射、高敏感性、連續實時監測、無創性或微創性等優勢，能夠滿足生物醫學研究和臨床治療上的需求，在生物組織成像方面發展迅猛。盡管有時可以利用細胞內源分子的熒光進行熒光成像，但是僅僅依靠蛋白質的內源熒光還不能滿足研究的需要，因此需要選擇合適的熒光探針進行標記。熒光成像的核心問題是熒光分子探針的選擇與優化。熒光探針的選擇主要考慮以下幾個方面：水溶性、熒光性、光學穩定性、毒性和pH適用范圍、特異性和標記條件等^[1]。

苝酐因具有較大的平面共軛結構，本身就是一種性能優良的紅色染料。兩個萘單元通過兩個sp²雜化的C-C單鍵相連而形成的一個大的共軛平面芳香體系，這種共軛大π鍵電子結構賦予了苝酐優異的光電性質和化學穩定性，使苝酐具有光化學穩定性強，熒光量子產率高等特點。不過，同時也使苝酐分子的溶解性變得很差，不利于苝酐的在現實應用中的推廣。經過化學修飾，苝酐類化合物的溶解性和熒光量子產率均能夠得到很大程度的提高。苝酐核的化學修飾位置可以有兩種方式：第一種是在苝酐環上的1,6,7,12位(即bay區域)引入取代基(如鹵素等)。此位置取代基的引入，使得苝類衍生物的熒光性能發生顯著的變化，同時它的溶解性能也會得到相應的改善。第二種是在酐的O原子上引入不同的取代基。這是一種有效改善苝酐溶解性的手段。此位置取代基的引入并沒有使得苝酐化合物的光電性能發生明顯改變。研究發現，苝酐衍生物的溶解性，主要取決于酐位取代基的影響。大尺寸取代基團(如燕尾取代基)的引入可以減弱苝酐分子間的π-π堆積。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種靶向線粒體苝酐熒光探針，其在熒光基團苝酰亞胺兩側與兩條水溶性的PEO鏈相連，極大地提高了該探針的親水性；由于連接基團的存在，使得整個共軛平面增大，探針的熒光性能得到提高；在連接基團位置引入了三苯基膦陽離子，作為靶向基團，能夠特異性結合到線粒體上；

本發明還有一個目的是提供一種靶向線粒體苝酐熒光探針在熒光成像中的應用，保證了很高的細胞上載率，易于檢測完整細胞形態；

本發明還有一個目的是提供一種靶向線粒體苝酐熒光探針的使用方法，在合適的熒光探針濃度和處理時間的情況下，其能夠保證該熒光探針的細胞上載率接近100％，并且不會產生細胞毒性。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種靶向線粒體苝酐熒光探針，其結構式為：

所述靶向線粒體苝酐熒光探針的分子式為C₁₀₄H₁₀₈Br₂N₄O₁₈P₂，摩爾質量為1923.74。

一種靶向線粒體苝酐熒光探針在活細胞熒光成像中的應用，其中，所述靶向線粒體苝酐熒光探針與線粒體結合。

一種靶向線粒體苝酐熒光探針的使用方法，包括以下步驟：將活細胞加入到含有探針濃度n≥1μg/mL的探針溶液中處理一定時間。

優選的是，將活細胞加入到含有探針濃度n≥10μg/mL的探針溶液中處理至少60min。

優選的是，將活細胞加入到含有探針濃度n≥10μg/mL的探針溶液中處理60-120min。

優選的是，所述探針溶液中探針濃度為10μg/mL≤n≤100μg/mL。

優選的是，所述探針溶液中探針濃度為n＝20μg/mL。

本發明至少包括以下有益效果：

PEO鏈是藥物輸運時應用最廣泛的側基，它可以降低藥物輸運載體與血細胞的反應，提高熒光探針的水溶性和生物相容性。本申請在熒光基團苝酰亞胺兩側與兩條水溶性的PEO鏈相連，極大地提高了該探針的親水性；由于連接基團的存在，使得整個共軛平面增大，探針的熒光性能得到提高；在連接基團位置引入了三苯基膦陽離子，作為靶向基團，能夠特異性結合到線粒體上；在合適的熒光探針濃度和處理時間的情況下，本發明提供的熒光探針的細胞上載率接近100％，說明本發明提供的熒光探針很容易進入細胞內，并與線粒體的內膜結合，細胞上載率很高，細胞通透性很好，并且沒有產生細胞毒性，適用于對活細胞進行顯微成像。