[发明专利]一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料及其合成方法

说明书

本发明提供了一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料及其合成方法。该荧光染料为基于萘酰亚胺，通过对供电基团的调节设计合成的一系列匹配405nm激光的高亮度、高稳定性的荧光染料。该系列染料含有两类DF 405荧光染料，第一类为4‑位单取代萘酰亚胺类染料；第二类为4,5‑位双取代萘酰亚胺类染料。其中，第一类染料荧光斯托克斯位移大(80nm)，水中荧光量子产率大于0.80，且由于衍生、功能化。第二类染料半峰宽小于50nm，水荧光量子产率大于0.6。此外，此系列染料光稳定得到大幅提升，对pH(3‑11)、黏度、温度等微环境变化极不敏感，能够在生物体内复杂环境中提供可靠的荧光信号更，在生物成像、检测等领域有较好应用前景。

技术领域

本发明属荧光染料领域，具体涉及一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料及其合成方法。

背景技术

由于有机小分子荧光染料的荧光发射光谱广泛、尺寸小、易改造等特点，其已经成为光学显微成像及光学检测的重要工具。然而，光学显微成像技术的革新也对有机小分子荧光染料的荧光亮度、稳定性提出了更高的要求；单分子检测的精准性也很大程度决定于染料分子的信号的真实性。因此，荧光染料的改进及荧光性能的提升迫在眉睫。

Alexa 405与太平洋蓝是405nm激发下应用最为广泛的荧光染料。其中，Alexa 405是8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠衍生物，太平洋蓝是7-羟基香豆素类衍生物。但是，由于芘激基缔合物的形成导致Alexa 405对极性等微环境存在较强敏感性，导致荧光信号的准确性降低。7-羟基香豆素类化合物强荧光态为氧负离子，这导致这类化合物稳定性较差，同时pH对荧光影响明显，弱酸性条件下即出现荧光淬灭。因此，405nm的荧光染料仍然极为匮乏，缺乏适用于对荧光稳定性要求更高、荧光信号要求更为准确的超分辨成像以及单分子检测等领域的荧光染料。

发明内容

本发明的目的是提供一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料及其合成方法。

一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料，该系列染料荧光量子产率在水溶达到0.80以上，对pH等微环境均不敏感。

一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料的合成方法，该方法具有操作简单、提纯容易、原料价廉等优点。

本发明提供一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料，以萘酰亚胺为荧光团，通过对供电基团的调节设计合成了两类DF 405荧光染料，第一类为4-位单取代萘酰亚胺类染料；第二类为4,5-位双取代萘酰亚胺类染料。第一类染料荧光斯托克斯位移大(80nm)，水中荧光量子产率0.80，且由于衍生、功能化。第二类染料半峰宽50nm，水荧光量子产率0.6。

一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料，该系列荧光染料具有如下结构：

其中，n为1,2,3,4等整数，m为0,1,2；R₁,R₂分别为H,C1-C4烷基。

一种405nm激发的高亮度、高稳定性荧光染料的合成方法第一类荧光染料合成路线，如下：

具体合成步骤如下：

(1)中间体N-丁基-4-酰胺基-1,8-萘酰亚胺类化合物的合成：

将N-丁基-4-氨基-1,8-萘酰亚胺溶于四氢呋喃中，并在0℃下向该反应液中滴加氯取代烷基酰氯；滴加完毕后将混合液转移至室温反应6-10h。减压除去溶剂后，去离子水洗涤残余物，抽滤得白色滤饼并用甲醇洗涤，真空干燥得N-丁基-4-酰胺基-1,8-萘酰亚胺类化合物；

(2)染料N-丁基-4-环酰胺基-1,8-萘酰亚胺类化合物的合成：