[發(fā)明專利]基于雙噻吩并苯衍生物的細胞脂滴熒光成像探針及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110608711.7
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113358616A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧革宇;王晨光;劉冠男;閆旭;賈曉騰;劉曉敏;高原
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種基于雙噻吩并苯衍生物的細胞脂滴熒光成像探針及其應(yīng)用，屬于生物成像技術(shù)領(lǐng)域，該熒光探針的結(jié)構(gòu)式如下所示。本發(fā)明還公開了該熒光探針在特異性標(biāo)記HeLa細胞中脂滴和可視化HeLa細胞中脂滴形態(tài)和分布方面的應(yīng)用。實驗證實本發(fā)明的熒光探針Lipi?BDTO是一種具有高亮度和成像信噪比，超高的脂滴染色選擇性和光穩(wěn)定性，以及較低的細胞毒性等優(yōu)點的脂滴熒光探針，具有巨大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙噻吩并苯衍生物的細胞脂滴熒光成像探針及其在特異性標(biāo)記細胞中脂滴、可視化細胞中脂滴形態(tài)和分布方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)

脂滴是球狀的細胞器，由中性脂質(zhì)核心和周圍蛋白錨定的單層磷脂膜組成。它存在于從原核生物到人類的幾乎所有生物體中，其大小因細胞類型的不同而大相徑庭。脂肪細胞的脂滴直徑約為10～200μm，而褐色脂肪組織、心臟和肝臟的脂滴直徑僅為100nm～1μm。此外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽形成的新生脂滴的直徑甚至小于100nm。然而，對脂滴的研究不斷發(fā)現(xiàn)其在許多細胞過程中的關(guān)鍵作用，包括膜運輸、蛋白質(zhì)儲存、炎癥等。因此，脂滴的研究已成為細胞生物學(xué)在過去十年中最吸引人的課題之一。

為了可視化脂滴并研究其多種功能，通常采用共聚焦或雙光子熒光成像技術(shù)。因此，針對這些成像技術(shù)開發(fā)了許多有機熒光探針。然而，由于光的衍射，共聚焦或雙光子熒光顯微鏡的分辨率固有地限制在250nm左右(熒光波長的一半)。因此，對于這些熒光成像技術(shù)來說，小的脂滴特別是新生脂滴的可視化是非常困難的。雖然納米級的電子顯微鏡已經(jīng)用于這一目的，但它只能成像固定的細胞，不能提供活細胞中脂滴的時間信息。在此背景下，超分辨率熒光成像技術(shù)成功地打破了光衍射極限，提供了明顯高于250nm的分辨率。在各種超分辨率成像技術(shù)中，受激發(fā)射耗竭顯微鏡(STED)可能是最普遍的一種。因此，迫切地需要一種具有超高染色選擇性的脂滴熒光探針，能夠特異性地識別脂滴，實現(xiàn)高質(zhì)量的脂滴成像。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有細胞脂滴成像熒光探針技術(shù)方面的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種基于雙噻吩并苯衍生物的細胞脂滴熒光成像探針及其在特異性標(biāo)記細胞中脂滴、可視化細胞中脂滴形態(tài)和分布方面的應(yīng)用。

本發(fā)明所述的一種基于雙噻吩并苯衍生物的細胞脂滴熒光成像探針，其特征在于：分子結(jié)構(gòu)為給受體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式如下所示：

本發(fā)明所述的一種基于雙噻吩并苯衍生物的細胞脂滴熒光成像探針，簡稱為Lipi-BDTO，制備反應(yīng)式如下(其中OMe代表甲氧基)：

針對現(xiàn)有細胞脂滴熒光成像探針的不足，本發(fā)明在開發(fā)新型脂滴成像熒光探針方面選擇了基于雙噻吩并苯衍生物的熒光分子。該熒光分子展現(xiàn)較高亮度的同時，保持了較大的斯托克斯位移。在熒光成像應(yīng)用方面，大的斯托克斯位移一方面可以有效避免吸收和發(fā)射光譜的交叉重疊，另一方面長波發(fā)射可以有效降低細胞自熒光背景信號的影響。基于上述優(yōu)點，熒光探針Lipi-BDTO能夠作為脂滴探針實現(xiàn)高質(zhì)量熒光成像(共聚焦成像和超分辨成像)。

本發(fā)明所述特異性標(biāo)記細胞中脂滴的熒光探針Lipi-BDTO在特異性標(biāo)記細胞中脂滴、可視化細胞中脂滴形態(tài)和分布(實施例5、6和7)中的應(yīng)用。

本發(fā)明所述細胞為HeLa細胞。

本發(fā)明制備的特異性標(biāo)記細胞中脂滴的熒光探針Lipi-BDTO是具有高亮度、超高染色選擇性和光穩(wěn)定性的可用于共聚焦成像和STED超分辨成像的熒光探針。