[發明專利]一類高亮度、多色免洗脂滴熒光探針

在審

• 申請號: 201911258448.2
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN112940021A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 徐兆超;陳婕;劉文娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;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

本發明公開了一類高亮度、多色免洗脂滴熒光探針，探針結構特點是在氟硼熒母體的meso?位引入含氮取代基。該類探針合成方法簡單，合成原料低廉易得。這類探針具有不同的吸收和發射波長，且在弱極性溶劑如二氯甲烷中的熒光量子產率最高可達0.9，而在質子性溶劑如水中熒光量子產率小于0.01，探針對環境的熒光敏感度有效地降低了成像時的背景。實驗表明該類探針能夠快速透過細胞膜并富集在脂滴內，成像時具有很高的亮度及很低的成像背景，借助結構光照明熒光顯微鏡實現了活細胞中脂滴的免洗超分辨熒光成像，在細胞生物學研究中具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于熒光探針和成像領域，具體涉及一類多色、高亮度、免洗脂滴探針在熒光成像領域中的應用。

背景技術

脂滴是細胞中中性脂的儲存場所，與多種代謝疾病，如肥胖、脂肪肝、糖尿病等疾病密切相關。近年來，越來越多的研究表明脂滴并非簡單的能量儲存位點，脂滴能夠沿著細胞骨架運動，并與其他細胞器有活躍的相互作用，在脂類代謝和存儲、膜轉運、信號傳導過程中起著重要的作用。因此監測其形態及與多種細胞器的相互作用，對深刻理解復雜的細胞生命活動非常必要。

超分辨熒光成像技術的出現，打破了傳統光學衍射極限，將光學顯微鏡的分辨率提升到納米尺度。借助超分辨顯微鏡對脂滴進行實時成像，揭示脂滴在各項生命活動中的動態變化對于脂滴研究有著重要的意義。相比于傳統的共聚焦成像，超分辨成像對探針的亮度提出了更高的要求，尼羅紅在非極性溶劑中有較高的亮度，是目前使用最廣泛的脂滴探針，但由于探針在細胞內存在很強非特異性識別，成像時有很強的背景信號的干擾，需要多次更換培養基，限制了其在脂滴超分辨成像中的應用。因此，亟需開發一種高亮度、免洗的脂滴探針以滿足脂滴超分辨熒光成像的需求。

發明內容

本發明開發出了一系列顏色不同的氟硼熒熒光探針，該類探針在氟硼熒的 meso-位引入含氮取代基，調控分子具有不同的吸收和發射波長。這類分子在弱極性溶劑如二氯甲烷中的熒光量子產率最高可達0.9，而在質子性溶劑如水中熒光量子產率小于0.01。研究發現這類探針有較高的亮度及低的成像背景，能夠快速透過細胞并富集于脂滴中，借助結構光照明熒光顯微鏡實現了脂滴的超分辨熒光成像；分子不同的吸收性質可以實現多色的脂滴超分辨成像。

本發明所述的高亮度、免洗脂滴多色熒光成像的探針，是以氟硼熒為結構單元，其結構式如下所示：

其中，R₁,R₂,R₅,n為0-3整數；

R₃,R₄,R₇,

上述熒光探針能夠在活細胞內對脂滴進行特異性標記并實現熒光成像。

本發明的優點和有益效果：

這類探針擁有合成原料低價、方法簡單且易于衍生等優點。

這類探針在氟硼熒的母體和meso-位引入的不同的含氮取代基，調控分子具有不同的吸收和發射波長。這類探針在非質子性溶劑，如二氯甲烷中有較高的熒光量子產率，最高可達到0.9；而在質子性溶劑，如水中的熒光量子產率較低，均小于0.01。這一性質既保證了超分辨成像時對探針亮度的需求，又降低了背景信號的干擾。

該探針可以實現對細胞中脂滴的精準定位，可用于細胞或組織中脂滴及各種脂質的成像、傳感、檢測等領域的研究。

附圖說明

圖1：實施例1中的探針BODIPY-1在二氯甲烷中歸一化熒光激發與發射譜圖，橫坐標為波長，縱坐標為歸一化的熒光強度與吸收強度，熒光探針的濃度為10μM；

圖2：實施例1中的探針BODIPY-1在HeLa細胞中，405nm激發后結構光照明顯微成像圖；