[发明专利]一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用

说明书

本发明提供了一类氧杂蒽酮荧光染料及其在荧光探针的设计合成当中的应用，其具有如下结构通式I、II、III、IV：其中R¹、R²、R³、R⁴分别选自氢、卤素、羟基、NH₂、巯基、氰基、硝基、N，N‑双C_1‑4烷基氨基、醛基、羧基、酰胺基、磺酰胺基、C_5‑10芳基、C_2‑8杂环芳基、C_1‑6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯、OR(其中R为C_1‑4的饱和烷基和不饱和烷基)。

一、技术领域

本发明涉及一类氧杂蒽酮荧光染料及其在制备活细胞染料与亚细胞器染料的应用。

二、技术背景

荧光探针由于具有非侵入性、易操作、能够实现可视化检测等特点，近年来，受到普遍 关注。目前，随着荧光成像和检测手段的进步，应用荧光探针对细胞内蛋白的分布及其功能 进行研究已成为生命科学研究的非常重要手段之一，倍受生物化学、药物化学、酶组学等多 个领域科研工作者的关注。

荧光染料在荧光技术的开发应用中起着关键性作用，激光共聚焦荧光成像技术和超分辨 荧光技术的发展，都依赖于相应的荧光染料的发展。目前已被广泛应用的几大类荧光染料包 括荧光素、四乙基罗丹明、四甲基罗丹明等，其具有优良的荧光量子产率、光谱稳定性、细 胞毒性小等优点。但是它们的斯托克斯位移不够大，在细胞成像研究过程中，容易产生严重 的背景干扰。

在众多荧光染料中，具有氧杂蒽酮结构的荧光素染料，由于具有不错的摩尔消光系数和 荧光量子产率、光谱性质稳定、光热及化学稳定性好、分子量小、细胞毒性小等优点，作为 生物分子荧光探针和荧光成像试剂备受关注。但由于其激发和发射波长都比较短，在进行活 细胞成像研究时，组织透过性差。

因此，开发在斯托克斯位移、激发波长和发射波长、光稳定性、细胞毒性诸多方面均性 质优越的荧光染料具有重要的意义。

三、发明内容

本发明旨在以氧杂蒽酮为母核结构开发一种具有斯托克斯位移大于100nm和荧光波长大 于550nm的荧光染料，并且可用于活细胞染色和亚细胞器定位成像和微环境检测。

本发明的技术目通过以下方案实现：

一类氧杂蒽酮荧光染料，具有如下结构通式III、IV：

R¹、R²、R³、R⁴分别选自氢、卤素、羟基、NH₂、巯基、氰基、硝基、N，N-双C_1-4烷基氨基、醛基、羧基、酰胺基、磺酰胺基、C_5-10芳基、C_2-8杂环芳基、C_1-6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯、 OR(其中R为C_1-4的饱和烷基和不饱和烷基)。

本发明所涉及的氧杂蒽酮染料III可用如下方法合成。首先在氯化铜催化下，苯酚衍生 物和邻硝基苯甲醛衍生物反应，制备氧杂蒽酮骨架，然后通过溴代、氧化获得目标化合物。

本发明所涉及的氧杂蒽酮染料IV可用如下方法合成。首先在氯化铜催化下，苯酚衍生物 和对甲基邻硝基苯甲醛反应，制备氧杂蒽酮骨架，然后通过溴代、氧化、witting反应，获 得目标化合物。

本发明所述氧杂蒽酮类荧光染料具有如下显著特征：

1.荧光强度和荧光量子产率与溶剂呈现良好线性关系；

2.荧光波长较长，斯托克斯位移大于100nm；