[發明專利]一種用于線粒體定位熒光探針及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110273831.6
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113004276B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉暢;宋金鵬;陳闊;李季;曾憲順
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C07D471/04
• 分類號: C07D471/04;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 張耀

本發明提供了一種用于線粒體定位熒光探針及其制備方法及應用。該探針由芘甲醛和2,3?二甲基喹嗪原料制得，步驟簡單，純化方便，產率高，結構式為本發明的探針由芘和2,3?二甲基喹嗪通過烯鍵構成典型的D?π?A體系，并且芘是一種較好的大共軛平面框架結構，因此探針具有較大的斯托克斯位移和較長的發射波長，可有效的降低信噪比；對粘度表現出特異性的響應、具有高的檢測靈敏度、很高的光學穩定性、寬的pH適用范圍以及快速檢測性；并且探針具有良好的細胞膜透性，可以實現細胞線粒體內粘度的檢測。

技術領域

本發明涉及分子熒光探針技術領域，具體涉及一種用于線粒體定位熒光探針的制備方法及應用。

背景技術

線粒體是細胞中重要的細胞器，在細胞的新陳代謝以及向細胞提供ATP的過程中，都起著關鍵作用。線粒體的功能紊亂會影響細胞的正常生命活動。因此，監測線粒體自身及內部環境的微小變化以及對線粒體在異常條件下的及時治療具有重要價值。對于化學研究人員來講，設計合成新穎的熒光探針實現監控線粒體以及線粒體內部微環境變化是非常關鍵的問題。其中內部微環境重要因子——粘度是控制物質傳遞、信號傳導以及生物大分子之間相互作用的關鍵影響因素。據文獻報道，正常細胞的細胞質粘度約為1-2cP，而受到損傷的細胞質粘度會顯著增加，可以達到140cP，甚至更高。細胞內粘度水平的異常變化已被證實與許多疾病相關，例如動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病、帕金森病、阿爾茨海默病和細胞惡性腫瘤。因此，維持正常的細胞內粘度水平對于正常的生理過程至關重要。細胞內各區域粘度高度不均勻，為了更好地監測細胞內粘度的局部變化，監測不同細胞器內粘度顯得尤為重要。特別是，線粒體在維持人體的許多生理功能中起著重要作用。如果線粒體粘度異于正常水平，將會導致線粒體網絡組織的變化和代謝物擴散速率，嚴重的甚至導致細胞損傷和凋亡。因此，開發具有膜透性的粘度傳感器來監測活細胞線粒體內粘度的變化具有重要意義。

迄今為止，已有一些常見的粘度測量儀器和分析方法，包括毛細管粘度計、旋轉粘度計和電化學分析，但它們都不適合用于測量活細胞內粘度。近年來，熒光探針技術由于其高靈敏度、高時間和空間分辨率、實時原位和非侵入性檢測的優點而被廣泛用于粘度敏感探針的開發。因此發展一種簡單有效地熒光探針可定位線粒體并實現對其粘度的檢測具有重要的意義。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種熒光探針，該探針可定位線粒體，并且對粘度具有高選擇性和高靈敏性。

本發明的第二個目的是提供一種上述熒光探針，具有大于120nm的斯托克斯位移，可有效降低信噪比。

本發明的第三個目的是提供一種上述熒光探針在檢測細胞粘度中的應用。

本發明的第四個目的是提供一種上述熒光探針的合成方法，原料易得、合成步驟簡單及產率高。

為實現上述目的，本申請采取的解決方案如下：

一種用于線粒體定位熒光探針，化學名稱為3-甲基-2-(2-芘-4-乙烯基)-喹嗪氯鹽，簡稱為PyQz，其結構式如下：

所述的一種用于線粒體定位熒光探針的制備方法，具體合成路線如下：

所述的一種用于線粒體定位熒光探針的制備方法，具體步驟如下：

1)將芘甲醛和2,3-二甲基喹嗪氯鹽溶于乙腈溶液，加入哌啶；避光油浴加熱，在溫度為80-90℃下反應48-72小時，然后冷卻至室溫，沉淀析出；

2)析出的沉淀抽濾，并用乙腈溶劑進行重結晶，得到目標探針PyQz。

優選的，步驟1)中所述芘甲醛、2,3-二甲基喹嗪氯鹽與哌啶的摩爾比為1:1：1。

優選的，步驟1)中芘甲醛、2,3-二甲基喹嗪氯鹽的總量與步驟2)中乙腈溶劑重量比為1:10-12。