[发明专利]一种芘类化合物pH值荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种芘类化合物pH值荧光探针及其制备方法和应用。本发明合成的芘类化合物，可以作为pH值荧光探针，用于检测体外和细胞内pH值，其发光能力随pH值的改变而变化。其原因是所述化合物中含有推拉电子体系，pH值的变化会引起推拉电子体系电荷的变化，从而使其荧光发生改变。本发明合成的芘类化合物，对pH的选择具有专一性，荧光信号受阴离子、阳离子、氨基酸和ROS的影响很小，检测结果可信度大大提高。本发明合成的芘类化合物pH值荧光探针，对于pH的检测的范围为4.0‑10.0。本发明合成的芘类化合物pH值荧光探针，可自主进入到细胞中，用于细胞内pH成像。所述荧光探针进入细胞后，在荧光显微镜下可以观察到细胞内pH变化的过程。

技术领域

本发明涉及一种芘类化合物pH值荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

pH在细胞的各种生理活动中扮演着重要的角色，如细胞增殖和凋亡、多药耐药、离子转运、内吞作用和肌肉收缩、囊泡运输、细胞极化等。细胞内pH的改变会影响细胞内的信号传递分子的运转，进而影响细胞内信号的传导。异常的细胞pH值与细胞的功能、生长和分裂的异常有关，同时在一些相关常见的疾病如癌症和阿尔兹海默综合征中也可以观察到。此外，不同器官的细胞具有不同的pH值，这也是它们维持各自正常生理活动所必需的。细胞功能障碍往往与各个器官中异常的pH值有关。所以，实时快速监测细胞内pH的变化对于了解细胞内许多生理功能的机制有着重要的作用。

在常见的pH测量方法中，与弱酸弱碱分布法、微电极法、核磁共振法等方法相比较，荧光光谱检测技术具有操作简单、响应快、信噪比高、灵敏度高以及大多数情况下对细胞无损伤等优点，因此得到了广泛的应用。

目前pH荧光探针的检测机理主要基于光致电子转移机理、分子内电荷转移机理、荧光共振能量转移机理、激基缔/复合物机理、激发态分子内质子转移机理及其他作用机理。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种芘类化合物pH值荧光探针及其制备方法和应用。本发明合成的芘类化合物pH值荧光探针的优点在于：对pH具有高效的选择性；对pH的选择具有很宽的响应范围(pH＝4.0-10.0)；所述芘类化合物能对pH实现比率型荧光检测；所述芘类化合物通过用纳米水凝胶负载，可自主渗透细胞膜进入到细胞内。

本发明提供了一种芘类化合物，其结构为如下通式(I)所示：

其中，R₁、R₂相同或不同，彼此独立地选自羟基、-NR₄R₅，R₄、R₅相同或不同，彼此独立地选自C_1-10烷基；R₃为芳基、任选被1-4个取代基取代的芳基，所述取代基为C_1-10烷基、C_1-10烷氧基。

根据本发明，所述的烷基代表碳原子数为1-10的直链或支链烷基，优选为碳原子数为1-6的直链或支链烷基，例如，甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基等。

根据本发明，所述的芳基指具有6-20个碳原子的单环或多环芳族基团，代表性的芳基包括苯基、萘基等。

根据本发明，所述R₃可为烷基取代的芳基，例如烷基取代的苯基，具体可为被三个叔丁基取代的苯基。

优选地，所述芘类化合物的结构为如下式(Ia)所示：

本发明还提供了通式(I)所示化合物的制备方法，包括如下步骤：