[發明專利]一種銥配合物的制備方法及在雙光子線粒體染料中的應用

有效

• 申請號: 201811322765.1
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109293705B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 高峰;馬國蘭;畢徐丹
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: C07F15/00
• 分類號: C07F15/00;C09B57/00;C09K11/06;G01N21/64
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本發明屬于用于細胞成像的熒光染料的研發領域，公開了一種銥配合物的制備方法及其在具有雙光子吸收性質的細胞線粒體熒光染料中的應用。本發明合成的銥配合物具有良好水溶性和穩定的化學結構。該配合物不僅具有優秀的雙光子吸收性質和優異的熒光強度，還能夠特異性地結合細胞線粒體，是潛在的新型細胞線粒體的雙光子熒光探針和細胞線粒體成像染料。實驗證明，其中一個銥配合物熒光強度達到商用的線粒體熒光染料MitoTracker Green FM的6倍以上。本發明所合成的銥配合物還能夠對細胞線粒體進行3D立體成像，在細胞內部甚至動物器官組織不同深度的細胞和線粒體結構研究方面具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于用于細胞成像的熒光染料的研發領域，尤其涉及一種銥配合物的制備方法及其在具有雙光子吸收性質的細胞線粒體熒光染料中的應用。

背景技術

細胞熒光成像是一種能夠從亞細胞層面理解生命活動基本過程的重要工具，被生命科學的各個領域都廣泛應用。優秀的熒光染料是得到高品質細胞熒光圖像的重要條件之一。線粒體是一種存在于大多數真核細胞中的由兩層膜包被的細胞器，約占細胞體積10%。作為一種多形細胞器，其結構因細胞類型、細胞周期狀態意思胞內代謝狀態而不斷變化。線粒體已被人們了解的重要功能包括：由氧化磷酸化和脂質氧化介導的能量產生；參與尿素生成、血紅素和非血紅素鐵和類固醇生物起源等代謝活動；穩定細胞內鈣離子；細胞內源性凋亡調節等。線粒體的分布依據細胞能量水平而變化，是細胞類型、細胞周期狀態和增殖情況的一種功能表現。阿茲海默癥等多種疾病都被認為與線粒體功能障礙有關。因此，利用熒光染料對細胞內線粒體成像，進而觀察線粒體形態變化能夠為相關疾病的病理和藥理研究提供直接的信息。

現有的兩類商業化線粒體染料，（線粒體膜電位依賴的和非線粒體膜電位依賴的）基本為單光子吸收的熒光有機小分子。線粒體膜電位依賴的染料，如羅丹明類、羰花青類等，容易隨膜電位降低而被洗脫，不利于研究線粒體動態變化。非線粒體膜電位依賴的染料，如MitoTracker FM系列染料等，雖然抗洗脫能力明顯提高，但具有Stokes位移小，水溶性低，光漂白嚴重等缺點，也限制了它們的應用。更重要的是，激發該類單光子吸收的染料需要高能量（短波長）的單光子激光，易在細胞中產生單線態氧，不僅不利于長時間觀察線粒體形態和變化，而且容易引起細胞損傷。

近年來，雙光子熒光染料是當前包括細胞成像、3D光信息存儲器等許多領域的研究熱點。相對于傳統的單光子吸收染料，雙光子吸收染料具有巨大的優勢。在強脈沖激光照射的條件下，熒光染料分子同時吸收兩個光子，發射出一個波長比激光波長更短的光子。雙光子吸收熒光染料需要的雙光子激發光的波長比單光子激發光明顯更長，受細胞內的各細胞器的散射影響更小，能夠穿透更深的細胞結構，并且對細胞的損害更小，因此在活細胞成像上具有單光子熒光染料不可比擬的優勢。

本專利發明了一種具有良好水溶性的銥配合物。該配合物不僅具有優秀的雙光子吸收性質和優異的熒光強度，還能夠特異性地結合細胞線粒體，是潛在的新型細胞線粒體的雙光子熒光探針和細胞線粒體成像染料。實驗證明，其中一個銥配合物熒光強度達到商用的線粒體熒光染料MitoTracker Green FM的6倍以上。本發明所合成的銥配合物還能夠對細胞線粒體進行3D立體成像，在細胞內部甚至動物器官組織不同深度的細胞和線粒體結構研究方面具有重要的應用價值。

發明內容

本發明的目的在于針對當前細胞線粒體熒光染料的缺陷和不足，提供一種具有高熒光強度的、具有雙光子細胞線粒體熒光成像功能的銥配合物。

本發明的第二個目的是提供所述銥配合物的制備方法。

本發明的第三個目的是提供所述銥配合物在雙光子細胞線粒體熒光成像中的應用。

本發明的上述目的通過如下技術方案予以實現：

一種銥配合物，由陽離子和陰離子組成，所述陽離子結構式如式I，所示：

式I