[发明专利]一类以异喹啉酮为母体的双光子荧光染料、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类以异喹啉酮为母体的双光子荧光染料、其制备方法，以及利用该类荧光染料化合物在标记细胞RNA的应用。 

背景技术

核糖核酸（缩写为RNA，即Ribonucleic Acid)，存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。由至少几十个核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的一类核酸，因含核糖而得名，简称RNA。RNA普遍存在于动物、植物、微生物及某些病毒和噬菌体内。RNA和蛋白质生物合成有密切的关系。在RNA病毒和噬菌体内，RNA是遗传信息的载体。RNA一般是单链线形分子；也有双链的如呼肠孤病毒RNA；环状单链的如类病毒RNA；1983年还发现了有支链的RNA分子。所以建立一种简便的、快速的、有效的、灵敏的RNA标记技术是一项重要的工作。荧光染料，由于灵敏度高，操作方便，近年来逐渐取代了放射性同位素作为检测标记。 

现有特异性标记RNA荧光染料只有invitrogen公司出品的 RNASelectTM Green-Fluorescent Cell Stain的染料。但该染料在实际成像应用中存在以下缺陷：与RNA响应时间较长、光致毒性大、光稳定性差等，大大降低了该RNA染料在生物成像标记中的应用价值。随着双光子技术的发展，双光子荧光显微镜在生命科学的研究中已经成为最重要的成像工具。与传统的单光子荧光共聚焦显微镜相比，双光子荧光显微镜具有显著的优势，包括近红外激发、暗场成像、避免荧光漂白和光致毒、定靶激发、高横向分辨率与纵向分辨率、降低生物组织吸光系数及降低组织自发荧光干扰等（Helmchen F,Svoboda K,Denk W et al.Nature,1999,2:989-996.Maiti S,Shear J B,Williams R M et al.Science,1997,275:530.Ventelon L,Charier S,Moreaux L et al. Angewandte Chemie International Edition,2001,40:2098.）。由于双光子吸收过程与两倍光子能量有关，激发只局限在共焦平面内的极小的区域内。因此近红外的激发光源能透过组织，进行深层成像。用于研究离子的含量及其对生理的影响、离子参与的生理活动机制、离子与分子的作用、特定分子的分布及其相互作用等方面的双光子荧光探针，是实现成像的关键。双光子显微技术及双光子荧光染料的出现为现存的问题提供了一种很好的解决方法，同时为细胞内RNA生物成像提供了一个崭新的平台。现有技术中对以异喹啉酮为母体的化合物的研究主要涉及到对金属离子的检测，如汞离子（Tetrahedron Letters,51(44)5784-5786）；制备水溶性好的荧光染料（CN101665493 (A)-Synthetic method for water-soluble fluorescent tracer）；检测脂肪胺（Collection of Czechoslovak Chemical Communications,48(8)2249-54）；及研究荧光化合物的低频半值组分与斯托克斯位移之间的关系（Dyes and Pigments，32（4）： 229-235）。现有技术中并未见异喹啉酮母体的化合 物作为双光子荧光染料应用于生物染色、尤其是RNA特异性染色的报道。因此设计开发一系列高效的双光子荧光探针并使其对细胞RNA具有良好选择行成像的工作变得越来越迫切需要。 

发明内容

本发明的目的即在于提供一类以异喹啉酮为母体的、具有高效的双光子吸收能力，并且具有降低的光致毒性和光漂白性的双光子荧光染料。本发明首先提供一类以异喹啉酮为母体的双光子荧光染料，所述荧光染料具有通式I的结构： 

其中： 

R₁选自-H、-CN、-OCH₃、-COOH、-OH、-NO₂、-NH₂、-NHCH₃、-N(CH₃)₂、-OCOCH₃和-SH； 

R₂选自-N-、-C-、-S-和-O-；