[發明專利]一種近紅外線粒體熒光探針及其合成方法

有效

• 申請號: 201811550709.3
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111333565B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 徐兆超;周偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07D209/08
• 分類號: C07D209/08;C09K11/06;G01N21/64
• 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

本發明提供一種近紅外線粒體熒光探針及其合成方法，熒光探針結構為剛性五元環的氮端修飾的孔雀綠，其結構如(1)所示，其發射波長為685nm，達到近紅外區，且其由于本身在溶液中由于旋轉熒光急劇淬滅，而進入線粒體中后旋轉受到抑制，發出近紅外光熒光，極大地提高了信噪比，在線粒體免洗標記中有廣闊應用前景。

技術領域

本發明屬于熒光探針領域，具體涉及一種近紅外線粒體熒光探針及其合成方法。

背景技術

線粒體是一種普遍存在于真核細胞中的細胞器，是細胞中能量產生、離子儲運、信號轉導的重要樞紐，在細胞中實時監測線粒體的形態、與其它細胞器間相互作用等，對于認識與理解線粒體在復雜細胞生命過程作用有著重要意義。熒光成像技術作為一種新興的分析技術，其可實時監測、生物損傷小的獨到優勢，使線粒體生命過程的研究得到飛速的發展。然而，熒光分析技術的成像質量受到染料的直接約束，光穩定性差則不能進行長時間的成像觀察，波長短對生物本身損傷較大且無法進行深度的組織成像。

近紅外熒光染料(通常是指熒光發射波長在650-1000nm波段)波段為生物自發熒光的沉默區，背景干擾小，且其具有深的組織穿透性、生物損傷較小的特點，受到廣大研究者的關注。目前，商業化線粒體的熒光探針發射波長大部分集中在600nm以下，僅有少量的近紅外染料，如Deep Red，其結構以菁染料為母體，光穩定性差且需要長時間的孵育來達到染色的目的。因此，開發一種可以進行快速成像、光穩定性高的近紅外熒光探針對于線粒體的熒光成像有著重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種近紅外線粒體熒光探針及其合成方法。

一種近紅外線粒體熒光探針，該探針發射波長位于近紅外區，并且有著極大的響應對比度，只有在分子內扭轉受到抑制后才能發出熒光，提高了信噪比。

本發明提供的一種近紅外線粒體熒光探針，該熒光探針為全新的孔雀綠類的熒光染料，所用原料廉價易得，其熒光染料具有如下結構：

一種近紅外線粒體熒光探針的合成方法，其合成路線如下：

具體的合成步驟如下：

(1)中間體二氫吲哚的合成

吲哚溶于乙酸中，在冰浴條件下，逐份加入氰基硼氫化鈉，升至室溫攪拌8-10h，停止反應。減壓條件下除去大部分的乙酸后，加入飽和碳酸鈉水溶液調節pH使其成為中性后，乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后，無水硫酸鈉干燥，除去有機溶劑得到無色油狀液體；

(2)中間體N-甲基二氫吲哚的合成

取氫化鈉于史萊克瓶中，在冰浴及氮氣保護下，依次加入二氫吲哚的四氫呋喃溶液，碘甲烷，升至室溫攪拌過夜。用水淬滅后，乙酸乙酯萃取三次，收集有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓除去有機溶劑得粗產品。粗產品經過硅膠柱分離，洗脫劑為體積比50-30:1的石油醚和乙酸乙酯，得到無色油狀液體；

(3)目標線粒體熒光染料MG-650的合成

稱取N-甲基二氫吲哚、鄰甲基苯甲醛、對甲基苯磺酸于單口燒瓶中，加入甲苯，加熱攪拌回流8-12h。停止反應后，減壓除去甲苯得到粗產品。粗產品經過硅膠柱分離，洗脫劑為體積比20-10:1的二氯甲烷和甲醇，減壓除去有機溶劑得到藍色固體純品。

步驟(1)中，吲哚與還原試劑的質量比為1:0.5-2，

吲哚與乙酸的質量與體積比為1:5-15(g/mL)。

步驟(2)中，二氫吲哚與氫化鈉、碘甲烷的質量比為1:0.5-1:2-4，

二氫吲哚與四氫呋喃的質量與體積比為1:5-20(g/mL)。