[发明专利]温敏荧光化合物及其应用

说明书

新型温敏荧光化合物及其应用。本发明提供了式I所示化合物，其中R₉是1‑22个碳原子的烃基或2‑3个碳原子的酯基取代的1‑3个碳原子的烷基，R₅、R₆、R₇、R₈均为烃基或H，和R₁、R₂、R₃、R₄均为H或低级烃基；或者，R₉是2‑22个碳原子的烃基或2‑3个碳原子的酯基取代的1‑3个碳原子的烷基，和R₅与R₁，R₆与R₂，R₇与R₃，R₈与R₄相连成六元环。本发明化合物具有温敏特性且能进入胞内，从而获得高时空分辨率的细胞内温度分布图像；本发明化合物还能对温敏荧光化合物作分布校准。本发明还提供了测量活细胞内温度分布的方法以及相应的检测试剂盒。该方法满足小尺寸测量和迅速测量的要求，从而实现空间和时间上的高分辨率。

技术领域

本发明涉及细胞检测领域。具体地说，本发明涉及新型的荧光染料以及利用此类新型荧光染料检测活细胞内的温度分布。

背景技术

在诸如新陈代谢、酶反应、细胞分裂、基因表达等细胞活动时，细胞的温度会发生一定变化。这些细胞活动一般都伴随着ATP中化学能的释放，并产生热量使得温度上升。此外，细胞在外界药物或信号刺激的情况下，其新陈代谢活性会发生迅速变化，从而导致胞内温度的剧烈波动。然而由于胞外环境的热交换影响，这些胞内温度变化通常都较为局部，并且呈瞬态特性，因此用传统的温度测量方法较难以测量这种胞内的温度变化。

据报道，红外热成像的方法被用来研究UCP2在活细胞中的产热作用。红外热成像的原理是基于所有物体都会发射一定量与温度相关的黑体辐射，也就是说，用红外热成像的方法，无法区分细胞的温度与其生存环境(培养基)的温度。此外，红外相机工作波长一般是 14μm，根据光学分辨率的瑞利准则，工作在该波长的红外相机无法分辨出单个细胞。因此红外热成像的方法不适用于胞内温度的探测。热电偶常常作为温度测量设备的探头来测量目标的温度变化，扫描热成像显微镜是将隧道扫描显微镜或原子力显微镜的探针用热电偶替换而发展来的。由于热电偶探头较为坚硬，该方法通常仅在电子工业中使用，以便得到两维的微米或者纳米尺寸的热像图。最近报道中有学者设计了一种新型的热电偶材料用来测量单个细胞的实时温度，该方法可以获得较高时间分辨率的温度曲线，但这只是单点的测量，要得到两维的热像图其时间分辨率就大打折扣，并且这种接触式的测量，很可能破坏细胞膜。因此基于热电偶的温度测量方案无法方便的对细胞进行热成像。

近年来，有学者报道了温敏荧光纳米材料可用于细胞温度变化的探测[1]，在药物刺激前后，整个细胞平均温度的变化可以用平均荧光强度的变化来显示。然而这种温敏荧光纳米材料需通过注射的方法导入细胞，造成了对细胞的干扰和破坏；并且从报道的荧光图像上可以看出，该纳米材料在细胞上的分布非常不均匀，只能看到一些小亮点[1]，而温敏荧光材料的荧光强度除了与温度有关，与其浓度分布也有关系，简单的将整个细胞上的荧光强度进行平均来反映该细胞的温度可能存在一定问题。

综上所述，本领域急需开发新的荧光染料，从而能满足测量胞内温度所需的小尺寸测量和迅速测量的要求，达到空间和时间上的高分辨率，进而获得高时空分辨率的细胞内温度分布图像。

发明内容

本发明的主旨在于提供一种能够定位于细胞膜或穿透细胞膜进入细胞的温敏荧光染料，从而能够准确、方便、迅速地测量胞内温度。

本发明的主旨还在于提供一种利用温敏荧光化合物测量活细胞内温度分布时的温敏荧光化合物分布校准的方法以及用于所述校准方法的化合物。

在第一方面，本发明提供式I所示化合物，

其中，