[發(fā)明專利]酸響應(yīng)的近紅外溶酶體有機(jī)小分子熒光探針及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011135459.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN112225721B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凡;王尚風(fēng);何月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D335/06
• 分類號(hào): C07D335/06;C07D311/04;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發(fā)明屬于生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種酸響應(yīng)的近紅外溶酶體有機(jī)小分子熒光探針及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的小分子熒光探針，其核心結(jié)構(gòu)是在前人研究的基礎(chǔ)上擴(kuò)展創(chuàng)新設(shè)計(jì)出的一類新的熒光探針結(jié)構(gòu)，完成了合成路線的研究，且修飾了取代的哌嗪基團(tuán)N(CH₂₎₂(CH₂)₂NR₆。該有機(jī)染料小分子熒光探針具備溶酶體靶向特性和酸激活熒光增強(qiáng)特性；可作為近紅外溶酶體探針用于生物成像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具備溶酶體靶向和酸激活熒光增強(qiáng)特性的近紅外熒光探針及其制備方法，以及該熒光探針在近紅外窗口(800-1300nm)細(xì)胞溶酶體染色中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

溶酶體是一類十分重要的細(xì)胞器，在細(xì)胞及生物體的各項(xiàng)生理活動(dòng)中起著重要作用。如參與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解、細(xì)胞膜修復(fù)、細(xì)胞凋亡和維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)等多項(xiàng)生理過程，另外已有研究表明，溶酶體異常與多種疾病發(fā)生有關(guān)，如溶酶體貯積癥等。同時(shí)，溶酶體內(nèi)含有60多種酸性水解酶、pH為3.5～5.5的酸性環(huán)境，同時(shí)參與細(xì)胞胞吞胞吐的作用通路，這些特殊的性質(zhì)為各種生物研究提供了極大地方便，如可以利用溶酶體中含有的特殊的水解酶設(shè)計(jì)靶向性探針、利用溶酶體的酸性環(huán)境和pH變化設(shè)計(jì)酸響應(yīng)的探針，或者利用其胞吞胞吐途徑來追蹤生物因子或藥物在體內(nèi)的運(yùn)輸途徑等。因此，對(duì)細(xì)胞溶酶體的研究在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有重大指導(dǎo)意義。

目前商業(yè)化的溶酶體探針十分豐富，如CellLight Lysosomes-GFP系列，可用于熒光蛋白成像進(jìn)行溶酶體定位分析，標(biāo)記溶酶體膜；經(jīng)典的LysoTracker系列，可實(shí)現(xiàn)在毫微摩爾濃度下標(biāo)記酸性細(xì)胞器，通過熒光成像進(jìn)行溶酶體定位等。但這些商業(yè)化的溶酶體探針普遍檢測(cè)波長集中在可見光區(qū)域，目前最長的商業(yè)化溶酶體探針僅能到636/651納米，僅能實(shí)現(xiàn)可見波段的溶酶體共定位。

近年來，隨著近紅外(800-1300nm)熒光成像技術(shù)的發(fā)展，其在活體成像中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)日益突出，在活體水平研究細(xì)胞溶酶體具有重大意義。因此，開發(fā)新紅外(800-1300nm)溶酶體靶向探針對(duì)于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及生物材料領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究具有極大的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種生物相容性好和波長可調(diào)的、具備溶酶體靶向和酸激活熒光增強(qiáng)特性的用于近紅外區(qū)窗口生物成像的有機(jī)小分子熒光探針的制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明提供的一種具有溶酶體靶向和酸激活熒光增強(qiáng)特性的用于近紅外區(qū)窗口生物成像的有機(jī)小分子熒光探針，記為NIR lysotracker，簡記為NIRlyso，其化合物結(jié)構(gòu)通式如下述A或B所示：

其中：

X選自O(shè)或S，R₁～R₅可各自獨(dú)立選自O(shè)(CH₂)n₁CH₃或(CH₂)n₁CH₃烷基鏈，也可選自 H、F、Cl、Br、I原子；R₆選自H、CH₂(CH₂)n₁CH₃、COOC(CH₃)或CH₃，n₁為0-6的整數(shù)；Y選自ClO₄、PF₆、BF₄、Cl、Br、I、CF₃COO、CF₃SO₃或CH₃SO₃。

本發(fā)明的有機(jī)小分子熒光探針，其核心結(jié)構(gòu)是在前人研究的基礎(chǔ)上擴(kuò)展創(chuàng)新設(shè)計(jì)出的一類新的熒光探針結(jié)構(gòu)，完成了合成路線的探討研究，且修飾了取代的哌嗪基團(tuán) N(CH₂₎₂(CH₂)₂NR₆的結(jié)構(gòu)未見文獻(xiàn)報(bào)道。