[发明专利]长波长电压敏感染料

说明书

本公开提供水溶性近红外(NIR)发射化合物、制备所述化合物的方法以及所述化合物的用途。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2015年7月28日提交的临时申请序列号62/197,905的优先权，该临时申请的公开内容通过引用并入本文中。

政府许可权利

本发明是在由国立卫生研究院拨发的第NS078561号拨款下由政府支持进行的。政府对本发明具有一定的权利。

技术领域

本公开提供水溶性远红至近红外(NIR)发射化合物、制备所述化合物的方法以及所述化合物的用途。

背景技术

可兴奋细胞例如神经元和心肌细胞的膜电位(Vmem)的快速变化在定义这些特化细胞的细胞信号传导和生理学特征中起着核心作用。典型地，通过膜片钳电生理学来监测和测量Vmem，其中连接至目标细胞的微电极能够以精细时间分辨率来高度敏感地记录膜电压。然而，电极的使用是高度侵入性的，限制对单细胞胞体的记录(空间钳位误差)，并且具有极低通量。

发明内容

本公开提供用于光学电压感测的光稳定的近红外(NIR)平台的设计和合成。本公开的化合物是一类NIR电压敏感染料，其利用光致电子转移(PeT)触发来对膜电压进行光学探测。本文公开的化合物在活细胞中显示明亮的膜定位的NIR荧光，具有高的光稳定性，并且在神经元中显示优异的电压敏感性。本公开的化合物可与用于细胞器的荧光染色剂、Ca2+指示剂和电压敏感荧光蛋白一起使用；并且可与光遗传学致动器结合使用。本公开的化合物的高速度、敏感性、光稳定性和NIR荧光分布使所述化合物成为用于非侵入性地研究神经元活动的有用平台。

本公开提供包含式I的结构的化合物：