[發明專利]一種近紅外固態發光的熒光探針及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110089529.5
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112778288B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 張曉兵;李珂;袁林;宦雙燕
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C07D405/14
• 分類號: C07D405/14;C09K11/06;C12Q1/48
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

本發明公開了一種近紅外固態發光的熒光探針及其制備方法與應用，其結構式如式Ⅰ所示：本發明式Ⅰ結構所示熒光探針具有固態近紅外發光性質，能夠有效降低背景熒光信號，減少生物體自體熒光干擾，提高探針的靈敏度；其對谷氨酰轉肽酶的響應快速，30min內能夠響應飽和。本發明式Ⅰ結構所示熒光探針對谷氨酰轉肽酶的選擇性好；本發明式Ⅰ結構所示熒光探針對活細胞染色效果很好，染色時間較短，染色效率高，能夠實現細胞膜表面谷氨酰轉肽酶的原位檢測；本發明式Ⅰ結構所示熒光探針光穩定性好，在活細胞成像中熒光信號穩定，不擴散。

技術領域

本發明屬于熒光探針技術領域，具體涉及一種近紅外固態發光的熒光探針及其制備方法與應用。

背景技術

細胞膜表面的蛋白酶活性對細胞的生長、分化以及細胞間的交流都有著極其重要的作用，然而目前能用于細胞膜表面蛋白酶的原位成像手段依然有很大的局限性。過去的幾十年中，小分子熒光探針已經廣泛應用于生物目標物的檢測和成像。然而，已有的熒光探針大多是基于脂溶性染料設計的，由于細胞膜具有兩親性的特點，探針在細胞膜經過酶水解后釋放的染料很容易進入細胞內，從而呈現假信號，失去酶活性的原位成像信息。

固態熒光團因其極差的水溶性，目前已經實現了一部分生物標記物的原位成像。然而其本身激發和發射波長較短，在進行生物成像的時候存在背景熒光的干擾，另一方面其本身具有一定的脂溶性，不適合用于細胞膜表面相關酶的原位成像。因此，開發一種具有強疏水性，弱脂溶性和近紅外熒光的固態熒光團用于細胞膜表面相關酶的原位成像具有極其重要的意義。

谷氨酰轉肽酶(GGT)是一種細胞膜錨定的胞外酶，主要負責將細胞外的谷胱甘肽轉化為半胱氨酸用來維持細胞正常的氧化還原平衡。在腫瘤，炎癥等多種疾病中，GGT活性均有明顯提高。因此，在細胞膜表面長時原位的成像膜表面相關蛋白酶對于研究疾病的發生，發展和治療都有著非常重要的意義，然而，目前并沒有一個有效的檢測成像手段可以實現細胞膜表面GGT的原位成像。

發明內容

本發明的目的是提供一種弱脂溶性，強疏水性近紅外固態發光的熒光探針及其制備方法與應用；可以解決傳統熒光探針在細胞成像過程中容易擴散造成假陽性信號的問題，提高熒光成像對比度的技術問題。

本發明這種近紅外固態發光的熒光探針，其結構式如式Ⅰ所示：

本發明這種近紅外固態發光的熒光探針的制備方法，包括以下步驟：

(1)將化合物1和烏洛托品溶于三氟乙酸中，加熱條件下進行回流反應，反應結束后，加入鹽酸進行水解反應，反應結束后，過柱分離后，得到黃色中間體化合物2；

(2)將步驟(1)中的化合物2與2-氨基-5-氯苯甲酰胺及對甲苯磺酸在無水乙醇溶劑中進行回流反應，反應結束并冷卻后，向其中加入二氯二氰基苯醌，然后抽濾，得到紅色的固體，用乙醇洗滌固體，烘干即得固態熒光染料HYPQ；

(3)將化合物3溶于二氯甲烷中，在冰浴條件下加入DCC，進行初級反應，反應結束后，接著加入2-甲氨基哌啶，并漸漸升溫至室溫，進行反應，反應完畢后，抽濾掉生成的固體，濾液旋干，飽和碳酸氫鈉水溶液洗，二氯甲烷萃取，再調節pH到2～4，產物在水中，再將pH調到11～13，二氯甲烷萃取，旋干，泵0.5～2h，得到化合物4；

(4)在氮氣保護下，將步驟(2)中HYPQ溶于無水二氯甲烷和二甲亞砜中，在冰浴條件下中，加入DIPEA，并攪拌混勻，接著加入三光氣，常溫下攪拌反應，反應完畢后，真空泵抽出未反應的光氣；化合物4溶于無水二氯甲烷后加入反應體系，接著加入DIPEA繼續反應，反應完畢后，將反應液進行萃取收集有機相，有機相干燥后減壓旋蒸去掉萃取溶劑，得到粗產物化合物5，用二氯甲烷重新溶解化合物5，接著向其中加入三氟乙酸脫保護基，刮板提純產物，得到式Ⅰ所示的近紅外固態發光的熒光探針；

合成路線如下：