[發明專利]一種溶酶體靶向的雙響應雙光子熒光探針及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202110709008.5
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113429335B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 馮燕;歐家樂;王新茹;鮑洋陽
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C07D209/86
• 分類號: C07D209/86;C09K11/06;G01N21/64;G01N21/80
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種溶酶體靶向的雙響應雙光子熒光探針及其制備方法和用途，其中溶酶體靶向的雙響應雙光子熒光探針的結構如下：本發明溶酶體靶向的雙響應雙光子熒光探針，在體外實驗中表現出對極性和pH的良好響應性。細胞毒性測試表明該熒光探針的較低的生物毒性，雙光子共聚焦熒光顯微成像實驗表明該熒光探針對HeLa細胞光穩定性好，可以有效定位細胞中的溶酶體(定位系數為0.91)，適用于雙光子熒光成像檢測細胞溶酶體內的極性和pH變化。

技術領域

本發明涉及一種溶酶體靶向的雙響應雙光子熒光探針及其制備方法和用途，以實現雙光子熒光成像檢測細胞溶酶體內的極性和pH變化，具有高選擇性、高靈敏度、低生物毒性的優點。

背景技術

溶酶體在維持細胞結構和功能的平衡方面發揮著重要的生理作用，包括內吞作用、自噬、質膜修復和氧化應激。它們含有多種水解酶，負責在最佳酸性環境下分解各種生物大分子，溶酶體功能受損可導致神經元功能障礙和神經變性。酸性pH環境是溶酶體的關鍵生物標志物，其pH穩態范圍4.0至5.0。溶酶體pH值的異常波動往往意味著溶酶體功能障礙。此外，溶酶體極性的反常變化與一些疾病的產生關系密切。因此，活細胞和組織中溶酶體pH和極性的檢測和實時監測對于研究溶酶體相關的生理和病理過程至關重要。

自噬是一個重要的代謝過程，通過清除聚集的蛋白質、長壽命的胞質蛋白質和受損的細胞器來維持細胞內環境穩定。它涉及一系列事件，包括雙膜形成、伸長、囊泡成熟以及最終將封裝的物質輸送到溶酶體。自噬已被證實與多種疾病有關，如神經退行性疾病、肥胖癥和癌癥，自噬被認為是疾病治療的潛在目標。因此，監測自噬以評估某些病理過程中的細胞狀態或篩選與自噬相關的有效治療性化療藥物具有重要的指導價值。

與其他生物分析方法相比，熒光探針結合熒光顯微成像技術由于其無創、高靈敏度、優異的特異性和響應時間短等優勢已成為一種在亞細胞水平上對分析物進行可視化監測的有效方法。近年來，熒光成像的方法已經被廣泛應用于檢測活細胞溶酶體內極性和pH變化，報道了許多可在溶酶體內檢測極性或pH的熒光探針，但同時檢測溶酶體內極性和pH的熒光探針還是非常少，特別是兼具雙光子性質的，因此開發一種溶酶體靶向的雙響應極性和pH的雙光子熒光探針是非常迫切和重要的。

發明內容

本發明旨在提供一種溶酶體靶向的雙響應雙光子熒光探針及其制備方法和用途，所要解決的技術問題是通過分子設計得到一種可以特異性靶向溶酶體，且具有可以分別響應極性和pH的有機小分子結構，以實現通過雙光子熒光成像實時監測活細胞溶酶體內極性和pH的變化，具有選擇性高、靈敏度高、光穩定性好等優點，細胞毒性測試表明本發明雙光子熒光探針的細胞相容性良好。

本發明溶酶體靶向的雙響應雙光子熒光探針，簡記為Lyso-FNN，是以咔唑為母體，其結構式如下：

本發明溶酶體靶向的雙響應雙光子熒光探針的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：將KOH(75mmol，16.20g)溶解在丙酮(100mL)中，將3-碘咔唑(30.00mmol，8.79g)加入到混合物中，在室溫下攪拌2小時活化；之后，將1,4-二溴丁烷(90.00mmol，5.05g)滴入混合體系中，攪拌12小時；反應結束后，經柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，作為洗脫液)純化得到化合物1，7.47g，產率85％。