[發明專利]一種基于咔唑的雙光子粘度熒光探針及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201810478085.2
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108484590B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 馮燕;方國順;王文娟;張佳琪;孫澍鈺;張成宇;連沖
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C07D417/06
• 分類號: C07D417/06;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種基于咔唑的雙光子粘度熒光探針及其制備方法和用途，其中基于咔唑的雙光子粘度熒光探針是以咔唑為母體，其結構式如下：本發明雙光子熒光探針分子針對不同有機溶劑體系，僅在粘度溶劑中(甘油)，其熒光出現了顯著的增強。通過調節甲醇和甘油的比例，改變體系粘度，測試發現本熒光探針分子對粘度響應有好的線性關系。細胞毒性測試表明該探針對于細胞幾乎沒有什么毒副作用，雙光子共聚焦熒光顯微成像實驗表明該探針對細胞膜滲透性好，能適用于定性檢測細胞線粒體內的粘度變化。

技術領域

本發明涉及一種基于咔唑的雙光子粘度熒光探針及其制備方法和用途，以實現雙光子共聚焦成像定性檢測細胞線粒體內的粘度。該探針具有較大的共軛體系和雙光子吸收截面、對粘度響應靈敏專一、細胞毒性低和生物相容性好等優點。

背景技術

細胞粘度是細胞正常與否的一項重要指標。細胞粘度影響著細胞內物質的運輸，信號的傳遞，蛋白質、核酸、多糖等大分子之間的相互作用和各種活性代謝產物(如活性氧ROS和活性氮RNS)在細胞內的擴散。粘度能夠控制生命活動中不同物質之間的傳遞速率及多相液體之間物質的轉移傳遞。例如，細胞內的粘度能影響細胞生命過程中參與的營養物質及細胞代謝產生的代謝物的運輸，同樣也會影響細胞內外信號物質之間的轉換。而且，亞細胞層面上的細胞微環境粘度同樣也會影響亞細胞器正常生理過程。異常的細胞微環境粘度變化已經被證實與眾多的疾病相關，如阿茲海默癥、動脈粥樣硬化、糖尿病，甚至是細胞惡性腫瘤等。因此，在生物體的微觀環境中，對粘度的精確測量是至關重要的。目前，粘度的檢測方法，如毛細管粘度計、落球粘度計和旋轉粘度計等，均不能在細胞水平上提供有效的粘度檢測。具有細胞膜通透性的小分子熒光探針可原位作用于細胞，從而實現有效實時地監測細胞內微小的粘度變化。因此開發性能優良的小分子熒光探針對細胞內及亞細胞層面的粘度研究具有重要的意義，同樣對了解細胞生命過程也有著重大的意義。

線粒體是哺乳動物細胞中至關重要的一個細胞器，它在細胞凋亡的調控中(細胞程序性死亡)和某些疾病如癌癥細胞凋亡異常反應特征中起重要作用。另外，線粒體中的微環境粘度通過影響分子之間作用的滲透壓，進而影響其中的呼吸作用狀態及ATP的轉換等線粒體代謝過程。

熒光探針由于具有靈敏度高、選擇性好、易合成、廉價以及良好的生物應用等特點，已成為生命科學和環境科學中主要的檢測工具。目前，檢測細胞中粘度的熒光探針很多是單光子熒光探針，單光子熒光探針一般具有自熒光干擾大，激發波長小導致對細胞的光毒性大，容易發生熒光自淬滅等缺點。與單光子熒光探針相比，雙光子熒光探針具有很多明顯的優點，如：細胞光毒性小，不會引起熒光自淬滅，時間空間分辨率高和組織滲透深度大。因此雙光子熒光探針已經作為科學家們研究的一個重要課題。咔唑作為一種經典的熒光團，不僅具有大的共軛體系和共平面性能，而且具有良好的光穩定性、低毒性。現如今，以咔唑為熒光團的線粒體靶向的雙光子粘度探針文獻報道相對較少。

發明內容

本發明旨在提供一種基于咔唑的雙光子粘度熒光探針及其制備方法和用途，所要解決的技術問題是通過分子設計得到一種合適的熒光探針結構，以實現通過雙光子共聚焦成像定性檢測細胞線粒體內的粘度變化。該探針具有較大的共軛體系和雙光子吸收截面、對粘度響應靈敏專一、細胞毒性低和生物相容性好等優點。

本發明基于咔唑的雙光子粘度熒光探針，是以咔唑為母體，簡記為MCB，其結構式如下：

本發明基于咔唑的雙光子粘度熒光探針的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：中間體MC的合成