[發明專利]一種450nm激發的高亮度、高穩定性熒光染料及其合成方法

有效

• 申請號: 201811550091.0
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111334075B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 徐兆超;喬慶龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07D401/14
• 分類號: C07D401/14
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明提供了一種450nm激發的高亮度、高穩定性熒光染料及其合成方法，該熒光染料是基于萘酰亞胺，通過四元環結構對分子內扭轉的限制設計合成的一系列高量子產率、高穩定性的450nm激發的熒光染料，其結構式如(1)所示。氮雜環丁烷的剛性結構能夠大幅限制萘酰亞胺分子到TICT(扭轉的分子內電荷轉移)態的躍遷，從而減少非輻射弛豫，增加了熒光量子產率。本系列熒光染料能夠滿足450nm左右激光激發，能夠匹配不同熒光染料滿足多色熒光成像。此外，此系列熒光染料易于功能化，在熒光標記及檢測領域有較好應用前景。

技術領域

本發明屬于熒光染料領域，具體涉及一種450nm激發的高亮度、高穩定性熒光染料及其合成方法。

背景技術

隨著光物理與熒光染料精準設計的協同發展，生物熒光成像逐漸成為在高時空分辨率下監測生物大分子、解密生理過程中不可或缺的工具。這種對生物系統的深入探究很大程度上決定于目標分子在細胞水平上的可視化以及定量化。然而生物體內生理過程的監測需要同時對多種目標分子進行實時標記與熒光定位。因此，更多色的熒光成像在解密更復雜更多組分參與的生理過程中顯得尤為重要。

目前熒光成像技術中，應用最為普遍的熒光染料分別匹配405nm,488nm,560nm,640nm等激光，很難滿足更多顏色的成像。在眾多熒光染料系列中，如Alexa系列染料中405到488nm中間波段激發的染料仍然存在空白，450nm左右激發的高亮度、高穩定的染料也極少。所以，構建匹配450nm激發的高性能熒光染料能夠填補熒光染料體系的空白，為多色熒光成像創造條件。

發明內容

本發明的目的是提供一種450nm激發的高亮度、高穩定性熒光染料及其合成方法。

本發明提供一種450nm激發的高亮度、高穩定性熒光染料，該以萘酰亞胺為熒光團，通過氮雜環丁烷的剛性結構對TICT的抑制大幅提高了熒光量子產率。

一種450nm激發的高亮度、高穩定性熒光染料，該系列熒光染料具有如下結：

其中，R₁為中的一種；

n為0,1,2,3,4等整數。

一種450nm激發的高亮度、高穩定性熒光染料的合成犯法，此系列熒光染料合成路線，如下：

具體合成步驟如下：

(1)中間體N-丁基-4-溴-5-氮雜環丁基基-1,8-萘酰亞胺(BuAN-BrAze)的合成：

將N-丁基-4-溴-5-硝基-1,8-萘酰亞胺溶于乙二醇甲醚中，并向其中加入氮雜環丁烷。反應液在50-70℃下攪拌1-3h后，減壓除去乙二醇甲醚，殘余物經硅膠柱分離殘余物(二氯甲烷：甲醇＝100～800:1，V/V)，得棕色固體BuAN-BrAze。其中，N-丁基-4-溴-5-硝基-1,8-萘酰亞胺與氮雜環丁烷質量比為1-10:1；N-丁基-4-溴-5-硝基-1,8-萘酰亞胺與乙二醇甲醚的質量與體積比為10-50:1(mg：mL)。

(2)染料N-丁基-4-脂肪胺基-5-氮雜環丁基-1,8-萘酰亞胺的合成

將BuAN-BrAze溶于乙二醇甲醚中并向反應液中加入脂肪胺，而后將反應液緩慢加熱至90-120℃，并反應6-18h。減壓除去乙二醇甲醚，殘余物經硅膠柱分離殘余物(二氯甲烷：甲醇＝50～200:1，V/V)，得深黃色固體。

其中，N-丁基-4-脂肪胺基-5-氮雜環丁基-1,8-萘酰亞胺與脂肪胺的質量比為1:1-5；脂肪胺與乙二醇甲醚的質量與體積比為5-50:1(mg：mL)。

脂肪胺包括乙胺、丁胺、己胺、辛胺、癸胺、氮丙啶、四氫吡咯、哌啶等。