[發明專利]吡咯異喹啉聚集誘導的熒光分子探針及制備和應用

有效

• 申請號: 202110030361.0
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112724085B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 鄒宏斌;李進彪;張帥眾;勞嘉欣
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07D221/16
• 分類號: C07D221/16;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 趙杭麗

本發明提供吡咯異喹啉聚集誘導的熒光分子探針及制備和應用。本發明中的吡咯異喹啉類衍生物合成方法簡單、合成的熒光探針發射波長多樣、具有大斯托克斯位移、光穩定性好，并具有聚集誘導熒光性質。同時，該類熒光探針分子能特異性結合細胞中的脂質滴，實現對細胞中脂質滴的標記和熒光成像。所述的吡咯異喹啉類衍生物的結構如下：

技術領域

本發明涉及新材料熒光探針領域，具體涉及一類吡咯異喹啉聚集誘導的熒光分子探針及其制備和應用，適用于對細胞中脂質滴標記成像。

背景技術

脂質滴(lipid droplets，LDs)是細胞中富含如甘油三酯、膽固醇等中性脂質的細胞器，參與脂肪儲存和代謝等生命過程。最近的研究表明，LDs是高度運動的細胞器，其活動與脂質儲存代謝、信號轉導和細胞凋亡密切相關。LDs失調已被證實與如病毒感染、炎癥、肥胖和癌癥等多種疾病密切相關。因此，在復雜的細胞環境中特異性地標記LDs對其胞內定位和分析具有重要意義。

傳統的的LDs探針面臨如背景干擾、斯托克斯位移小、聚集誘導淬滅、發射波長單一等缺點，導致對LDs的成像不完成和信息缺失。2001Tang等人發現并報道了具有聚集誘導發光(Aggregation-Induced Emission，AIE)現象的分子，解決了聚集誘導淬滅的難題，從而使得熒光材料在各個領域中得到更廣泛的應用。過去20年的研究開發出了眾多具有AIE性質的有機熒光分子，并成功的應用于有機光電器件、生物成像、光動力治療等領域。相較于傳統的熒光分子，AIE分子在LDs成像中具有良好的細胞生物相容性、高亮度、特異性強和光穩定性好等優點。因此，越來越多的有機AIE小分子被開發為LDs熒光探針。

目前開發具有AIE性質的小分子的LDs熒光探針研究中，面臨許多挑戰，如：1、母核結構單一，導致激發波長和發射波長單一，不適于復雜細胞環境中的多重標記；2、合成步驟繁瑣，許多AIE分子由四苯基乙烯或四苯基噻咯改造而來，需要復雜的合成步驟。3、斯托克斯位移小，激發波長對發射波長的信號形成干擾。

發明內容

針對現有技術的缺點或改進需求，本發明提供一種吡咯異喹啉聚集誘導的熒光分子探針，所述的吡咯異喹啉類衍生物的結構如下：

本發明的熒光分子探針均具有AIE性質，不同化合物在其激發波長下于不同的發射波長處產生相應的熒光信號，其中化合物I-1的激發波長為355nm，發射波長為400–500nm，表現為藍色熒光；化合物I-2的激發波長為370nm，發射波長為500–600nm，表現為綠色熒光；化合物I-3的激發波長為365nm，發射波長為450–580nm，表現為藍色熒光；化合物I-4的激發波長為368nm，發射波長為550–700nm，表現為紅色熒光；化合物I-5的激發波長為361nm，發射波長為500–600nm，表現為綠色熒光。本發明的熒光分子探針具有光穩定性好、斯托克斯位移大、熒光強度高等優點。

本發明的另一目的是提供所述吡咯異喹啉聚集誘導的熒光分子探針的制備方法，通過以下步驟實現：

a)在無水四氫呋喃中，4-氯苯甲酰氯在甲基溴化鎂催化下與1H-吡咯反應生成M1；

b)在N，N-二甲基甲酰胺中，中間體M1在氫化鈉的催化下與溴乙腈反應生成中間體M2；

c)在N，N-二甲基甲酰胺中，中間體M2在叔丁醇鉀的催化下，用醋酸、間氯過氧苯甲酸、碘甲烷處理反應體系分別得化合物I-1、I-2、I-3；

d)在2，4-二氧六環中，化合物I-2、I-3在四(三苯基膦)鈀和叔丁醇鋰的催化下與(4-(二苯氨基)苯基)硼酸反應分別得化合物I-4、I-5。合成路線如下：