[发明专利]含活性酯的高亮度、高稳定性荧光染料及其合成和应用

说明书

本发明提供一类含活性酯的高亮度、高稳定性荧光染料及其合成和应用，该荧光染料通过萘酰亚胺4,5‑位刚性环的引入达到了荧光稳定性、亮度得到大幅度提升，其结构式如(1)所示，该类染料在水中荧光量子产率最高可达0.80以上，荧光发射波长在495nm左右，半峰宽小于35nm，能有效避免串色现象。在不同微环境下该类染料能够保持荧光信号的稳定性，对温度、极性等均不敏感。此外，由于活性酯的存在该类染料能够用于标记抗体、多肽等生物分子，实现对目标物的监测与荧光成像。

技术领域

本发明属于荧光标记领域，具体涉及一类含活性酯的高亮度、高稳定性荧光染料及其合成和应用。

背景技术

由于灵敏度高、原位实时响应、检测周期短的优势，荧光分析法在各研究领域(如：荧光PCR检测、抗体标记等)已经被广泛应用于识别与标记，其能够通过荧光信号将微观的信息变化以宏观的形式显示出来。而荧光分析法应用的同时也催动着荧光分子向更高亮度、更高稳定性发展，其中有机小分子荧光染料凭借易修饰、可选择性多、颜色丰富等特点备受研究工作者的青睐。借助活性酯基团即可实现有机小分子荧光染料与目标物氨基基团的共价连接，达到稳定的荧光标记。

目前，用于荧光分析的有机小分子荧光染料主要为共振(resonant)染料，拥有窄的吸收与发射峰、溶剂不敏感、斯托克斯位移小、高摩尔消光系数及高量子产率等特点，如罗丹明、花菁染料、荧光素等。但是此类染料分子本身会带有电荷，严重影响分子的标记性能、稳定性、相容性，如荧光素分子负离子容易被氧化为淬灭，不易穿透细胞膜；花菁染料的聚甲炔链极易被单线态氧进攻，烯烃的扭转导致量子产率降低等。尤其在超分辨与单分子检测技术蓬勃发展的时代，有机小分子荧光染料的稳定性、亮度仍需进一步提高，亟需高亮度、高稳定、相容性好的中性荧光小分子的出现。

发明内容

本发明的目的之一是提供一类含活性酯的高亮度、高稳定性荧光染料，该类染料为不带电荷中性分子，在水中量子产率最高可达0.80以上，可用于对目标物氨基的修饰。

本发明的另一目的是提供一类含活性酯的高亮度、高稳定性荧光染料的合成方法，该方法步骤简单、易于提纯、通用性好等优点。

本发明提供一类含活性酯的高亮度、高稳定性荧光染料，通过萘酰亚胺4,5- 位刚性环引入达到荧光稳定性、亮度得到大幅度提升。该类染料呈现出共振染料亮度高、半峰宽窄等优势的同时保持自身不带电荷的特性，对多种微环境变化均不敏感，保持了荧光信号的准确性。

一类含活性酯的高亮度、高稳定性荧光染料，该系列荧光探针具有如下结：

R₁为中的一种；

其中n为0-2整数。

一类含活性酯的高亮度、高稳定性荧光染料的合成方法，此系列荧光探针合成路线，如下：

具体合成步骤如下：

(1)中间体N-(酯基)烷基-4-溴-5-硝基-1,8-萘酰亚胺COEt-NBr的合成：

将4-溴-5-硝基-1,8-萘酐，1-氨基脂肪酸酸乙酯盐酸盐，三乙胺溶于无水乙醇中。将反应液加热至40-90℃，搅拌1-24h。将反应液泠却至室温后，减压除去溶剂后，硅胶柱分离，以体积比为1:0.25～6的二氯甲烷和石油醚或体积比为 1:0～0.01的二氯甲烷和甲醇为洗脱剂，减压除去溶剂得米白色固体N-(酯基) 烷基-4-溴-5-硝基-1,8-萘酰亚胺COEt-NBr；