[发明专利]一类用于检测细胞膜附近一氧化氮的双光子荧光探针

说明书

技术领域

本发明涉及一类检测细胞膜附近一氧化氮的双光子荧光探针，其属于精细化工技术领域。

背景技术

一氧化氮是氮的氧化物，其化学性质活泼，20世纪末期被证明具有重要的生理调节功能，例如在心血管系统、神经系统中调解血管的舒张，在免疫系统中具有杀菌、抗肿瘤等作用；而其在细胞或组织内的代谢紊乱，会引起高雪氏病、空腔癌等疾病。因此，高灵敏、高选择性的检测机体内的一氧化氮具有重要的医学意义。

荧光显微技术作为一种直观实时的监测手段适合用于活细胞或组织的实时检测。而作为细胞的门户，细胞膜是接受外界信号分子调解作用的第一站；对于个别细胞系细胞膜也是一氧化氮生成的主要位置，即为一氧化氮调解作用的发起点。然而目前尚无可用于检测细胞膜附近一氧化氮的荧光探针。因此，我们设计了一系列具有细胞膜靶向功能的一氧化氮荧光探针分子，为一氧化氮相关疾病的研究提供更直观和简洁的研究工具。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一系列用于靶向细胞膜并能检测细胞膜附近一氧化氮分子的荧光探针及其制备方法，系列探针可快速稳定定位于细胞膜，并能通过单光子及双光子激光激发进行荧光成像。

本发明采用的技术方案是：靶向细胞膜并能检测细胞膜附近一氧化氮的荧光探针，以萘酰亚胺为母体，具有如下结构通式：

通式中n＝0、1、2、3或4；其中：R₂＝CH₃、X^-＝Cl^-、Br^-、I^-、SO₄^2-、ClO₄^-、BrO₄^-或IO₄^-；R₁＝C₈-C₁₈直链或支链烷基。

一类用于检测细胞膜附近一氧化氮分子的荧光探针的制备方法，所述荧光探针制备方法为：

以1摩尔含有2-氯乙胺(或碳数更多的氯代伯胺)与相应的仲胺溶于DMF、乙腈、丙酮或DMSO等溶剂，加入与2-氯乙胺摩尔比为1:5的碳酸钾和碘化钾在30-130℃下反应3-24h，得到中间体A1；中间体A1与化合物A2以摩尔比为5:1-1:1在无水醋酸钠(与A2为0.1-10.0摩尔当量)的催化下加热至100-130度反应5-9h，通过氧化铝柱分离提纯，得到中间体A3；中间体A3溶于过量的5mol/L的硫酸中，回流反应2h－5h，停止反应，趁热倒入碎冰中，使用NaOH调节pH至弱碱性，有黄色固体从溶液中析出，过滤得到中间体A4，无需提纯直接用于下一步反应；中间体A4与4-溴-1，8-萘二甲酸酐加入到20mL冰醋酸中，加热回流6h，停止反应，反应液倒入碎冰中，使用氢氧化钠调节至碱性，使用二氯甲烷萃取，利用中性氧化铝柱分离提纯，得到中间体A5；中间体A5和过量烷基胺加入到8mL DMSO中，100-150℃搅拌3h，使用二氯甲烷与水萃取，有机相使用硅胶柱分离提纯，得到中间体A6；将A6溶于少量二氯甲烷中，室温搅拌，加入季氨化试剂，继续搅拌1－24h，中间体A7从溶剂中析出，过滤得到固体中间体A7；A7在四氢呋喃中使用钯碳催化，加氢还原48h，滤液减压旋干，使用二氯甲烷和正己烷重结晶提纯，得到黄色粉末，即目标探针；所述荧光探针与含有不同阴离子的钠盐或是钾盐在甲醇中搅拌24h，使之进行离子交换，得到含有不同反离子的荧光探针。

所述荧光探针可以快速、稳定的停留在细胞膜上，并通过荧光信号的增强指示细胞膜附近一氧化氮分子的存在；系列探针分子不仅可以通过单光子激光激发进行荧光成像，更可实现690nm－950nm的双光子激光进行荧光成像，适合细胞及深层次生物组织内部进行荧光检测。