[發明專利]一種同時雙色雙靶向型熒光探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110360950.5
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113087692B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 陳華;王麗萍;劉春麗;沈星燦
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: C07D311/78
• 分類號: C07D311/78;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產權代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

本發明公開了一種能雙色同時雙靶向線粒體和溶酶體的雙色型熒光探針，所述熒光探針的制備方法包括：將化合物A和化合物B溶解于乙酸中，隨后加入高氯酸，在110℃、氮氣保護條件下攪拌反應4小時，反應完成后冷卻至室溫，經抽濾、純化后，即得所述pH敏感型熒光探針。本發明還提供了所述熒光探針在鑒別活性細胞和受損傷細胞中的應用以及在顯示細胞自噬過程中溶酶體和線粒體形態變化中的應用。與現有相關探針比，本發明的探針可以實現在活細胞中用兩種熒光顏色同時成像溶酶體和線粒體，并且該探針具有顯色強、操作簡單、細胞毒性低的特點，有望在同時研究溶酶體和線粒體相關的疾病和生理過程中得到廣泛應用。

技術領域

本發明屬于有機小分子熒光探針制備技術領域，具體涉及一種同時雙色雙靶向型熒光探針及其制備方法和應用。

背景技術

細胞內的細胞器由于它們的區域化和功能特異化從而具有精確的分工，不同細胞器有著不同的功能，同時又共同作用維持著細胞的穩態。其中，線粒體是細胞的能量供應場所，溶酶體是細胞內的消化場所。線粒體是細胞的動力車間，除了提供細胞能量外，它們還參與許多其他重要的代謝過程，如鈣離子的儲存、信號和細胞分化、生長、凋亡和死亡；溶酶體是高度動態的細胞器，通過位于溶酶體腔內的成熟酶負責包括蛋白質和脂類在內的細胞內容物的周轉。線粒體和溶酶體功能密切相關，對于維持細胞內穩態至關重要，這兩種細胞器的功能障礙在功能和遺傳上與多種人類疾病有關。線粒體損傷的積累被認為與衰老、癌癥和神經退行性疾病有關。因此，維持線粒體的健康種群對于細胞存活至關重要。

在細胞內，受損和過量的線粒體被選擇性地通過自噬(有絲分裂)過程消除，以保持線粒體的質量和數量。這一過程涉及溶酶體，溶酶體是負責廢物處理的酸性細胞器，能夠分解許多類型的廢物材料，包括蛋白質、核酸、碳水化合物、脂類和細胞碎片。有絲分裂是一種特殊的自噬形式，通過這種自噬，細胞去除功能失調的線粒體，并以溶酶體依賴的方式回收其成分。在有絲分裂過程中，受損的線粒體被選擇性地封閉在自噬體中，自噬體隨后與附近的溶酶體融合形成自溶體，其中線粒體成分被降解。因為自噬與維持細胞穩態和多重疾病相關，因此自噬成為近幾年研究的熱點。

熒光技術由于簡單、方便、高分辨率等獨特的優勢在生物學研究中得到廣泛應用。多色標記可以用于同時觀察細胞內不同組分，理論上商業定位劑也能實現不同細胞器同時監測，目前溶酶體商業定位劑主要是利用溶酶體內的酸性微環境在探針中引入堿性基團，通過堿性基團質子化的過程實現溶酶體的定位，但是這樣的探針會使溶酶體pH升高，使溶酶體發生病變，不能對溶酶體進行長期的跟蹤。同樣線粒體商業定位劑主要通過線粒體膜電位實現線粒體的定位，但是這樣的探針大量堆積會使線粒體膜電位發生改變，從而使線粒體發生病變，也不能對線粒體進行長期跟蹤研究，而且線粒體和溶酶體商業定位劑的光穩定性較差，會帶來嚴重的信號干擾，不利于對它們進行長期的跟蹤研究。

目前，已經開發出可以同時靶向線粒體和溶酶體的單個熒光探針。但是，這些探針只能發出單一顏色的熒光，同時觀察兩種細胞器造成了很大的干擾。在實際應用中，仍需要添加另一種可實現多色成像的商業溶酶體或線粒體靶向的探針，不能真正實現商業應用。基于此，開發可同時靶向線粒體和溶酶體且發出不同顏色的單分子雙靶標熒光探針以實現同時區分并雙色成像線粒體和溶酶體是現階段科研研究的目標。本發明利用線粒體和溶酶體內pH相差較大的特點，開發了一類微環境激活型探針，從而實現同時雙色成像溶酶體和線粒體。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種能同時雙靶向溶酶體和線粒體的雙色型熒光探針及其制備方法，所述熒光探針能夠同時雙色區分成像線粒體和溶酶體，制備方法簡單。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種同時雙色雙靶向型熒光探針，其結構式如下：