[发明专利]一种线粒体定位近红外荧光染料THX-Np及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种线粒体定位近红外荧光染料THX‑Np及其制备方法与应用，染料的结构式为(I)。该染料在不同pH条件下的水相中具有稳定的pH荧光开启效应，利用其制备的2,4‑二硝基苯基醚类衍生物可用于硫化氢的检测。本发明具有以下优点：该荧光染料具有对pH稳定、斯托克斯位移大、较好的水溶性、良好的细胞膜通透性及优良的线粒体定位性能，并且其羟基和羧基容易被修饰生成生物相关的示踪物，利用其羟基被2,4‑二硝基苯基醚化后衍生物对硫化氢的选择性识别性能显著，是优良的选择性硫化氢检测荧光探针。

技术领域

本发明涉及染料分子荧光探针技术领域，尤其是一种线粒体定位近红外荧光染料THX-Np及其制备方法与应用。

背景技术

以有机荧光团为基础的分子荧光探针具有灵敏度高、操作简便、重现性好、膜透性好、原位检测等众多优点，所以有机小分子荧光探针在标记生物分子或微粒的生物工程与医疗检测领域具有重要应用。相较于可见光区域的荧光探针，近红外荧光探针具有较强的组织穿透性，背景干扰也大大降低，因而能增加荧光技术的灵敏度。荧光染料的特性将直接影响到检测结果的准确性、灵敏度，因而开发适用于荧光标识的新型近红外荧光染料将对化学和生物分析检测具有重要的意义。

目前公开的近红外荧光染料包括Si-派洛宁和Changsha染料等。这类染料的合成相对简单且具有较高的量子效率，在生物成像方面有很大的潜能。但这一类染料的斯托克斯位移较小(50nm)，抗干扰能力小。本发明的线粒体定位近红外荧光染料THX-Np相较于CS-OH(一种Changsha染料，J.Am.Chem.Soc.2012,134(2),pp1200-1211)和TP-NIR-OH(Biosens.Bioelectron.2017,91,pp699-705.)，有以下显著特征：染料在水相中具有稳定的pH荧光开启效应，当将这种染料作为光学信号报告基团用于环境样品检测和生物标记时，可获得稳定的荧光光学检测信号。另外，这种染料的斯托克斯位移大(107nm)，具有良好的线粒体定位性能且结构易修饰，可用于小分子识别的荧光探针、细胞生物成像等领域。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术现状和存在的问题，提供一种线粒体定位近红外荧光染料THX-Np。该荧光染料在较宽的pH范围内具有稳定的紫外吸收和荧光发射光谱信号，有望作为荧光探针材料的光学信号报告基团广泛应用于生物学检测等领域。

本发明还提供了上述荧光染料的制备方法，合成方法简单。

本发明还提供了基于上述荧光染料的荧光探针的制备方法与应用，可用作硫化氢荧光探针的制备方法与应用。探针本身无荧光，与硫化氢作用后，显示出近红外荧光。

本发明还提供了上述荧光染料与探针在水体系、有机溶剂体系或生物体中的应用。

本发明的技术方案如下：

所述的线粒体定位近红外荧光染料THX-Np，其特征在于具有如式(I)所示化学结构的化合物：

所述的线粒体定位近红外荧光染料THX-Np，其制备方法是，采用2-(4-二乙氨基-2-羟基苯甲酰基)苯甲酸与环己酮为原料，经缩合反应得到化合物1，再与6-羟基-2-萘甲醛进行缩合反应得到如式(I)的化合物，其制备反应步骤如下：

所述的线粒体定位近红外荧光染料THX-Np的制备步骤如下：

(1)在环己酮的浓硫酸溶液中，加入2-(4-二乙氨基-2-羟基苯甲酰基)苯甲酸，于一定温度下搅拌反应，跟踪反应到终点，将反应液倒入冰水中，滴入70wt％高氯酸，收集析出的固体并干燥，得到化合物1；

(2)将化合物1与6-羟基-2-萘甲醛溶于冰乙酸，于一定温度下搅拌反应，跟踪反应到终点，分离提纯得到式(I)所示化合物。