[发明专利]一种萘酰亚胺类荧光探针在脂滴成像领域中的应用

说明书

本发明公开了一种萘酰亚胺类荧光探针在脂滴成像领域中的应用，结构特点是在萘酰亚胺母体的3‑位引入不同含氮取代基。这类探针有优异的亮度和光稳定性，能够快速透过细胞并富集于脂滴中，实现脂滴的免洗荧光成像，借助结构光照明荧光显微镜实现了脂滴融合过程超分辨荧光成像的跟踪，在细胞生物学研究中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于荧光探针和成像领域，具体涉及一类高光稳定性、高信噪比的脂滴荧光探针的结构、合成方法及其在脂滴成像中的应用。

背景技术

脂滴是一种由单层磷脂膜构成、主要起储存脂肪的细胞器，存在于大多数物种和细胞类型中。研究表明。脂滴的大小和生长与肥胖密切相关，且越来越多的证据表明脂滴融合可能是脂滴生长和脂肪存贮的重要机制。脂滴为单层膜结构，因而脂滴融合过程与其他双层膜细胞器的融合方式有着巨大的差异，建立脂滴融合的新理论对于脂滴生物学的发展及肥胖等疾病的防治有着重要的意义。

目前广泛使用的脂滴探针主要有BODIPY类探针和尼罗红探针。这两类探针常由于非特异性识别，在成像时易受背景荧光信号影响；

且这两类探针普遍存在着光稳定性差的缺陷，在用于脂滴超分辨荧光成像时容易发生光漂白现象，难以实现对脂滴融合过程观察成像。因此，亟需开发一种高亮度、低成像背景、高光稳定性的脂滴探针以满足脂滴融合及其他动态超分辨荧光成像的需求。

发明内容

本发明公开了一种萘酰亚胺类荧光探针在脂滴成像领域中的应用，该萘酰亚胺类荧光探针在萘酰亚胺母体的3-位引入不同含氮取代基，使探针在质子性溶剂如水中荧光量子产率小于0.01，而在非质子性溶剂如二氯甲烷中荧光量子产率可达到0.7。研究发现这类探针有合适的亮度及优异的光稳定性，能够快速透过细胞并富集于脂滴中，借助结构光照明荧光显微镜实现了脂滴融合这一重要生理过程的成像跟踪。

将萘酰亚胺类荧光探针应用于脂滴融合过程超分辨荧光成像的跟踪过程中，对脂滴融合动态过程进行实时跟踪，该荧光探针具有高亮度、低成像背景、高光稳定性，可对如脂滴融合等动态过程进行实时跟踪。

所述萘酰亚胺类荧光探针，是以3-取代萘酰亚胺探针为结构单元，其结构式如下所示：

n为0-3整数；

m为0-3整数。

同时，本发明还提供了所述3-位取代萘酰亚胺探针的一般合成方法，合成步骤如下：

萘酰亚胺类荧光探针通过以下方法制备得到：

(1)中间体N-胺基-3-溴-1,8-萘酰亚胺的合成

化合物3-溴-1,8-萘酐溶于乙醇中，向其中加入相应的伯胺，缓慢升温70-85℃搅拌，反应8-12小时后减压除去溶剂，硅胶色谱柱分离提纯得到中间体N-胺基-3-溴-1,8-萘酰亚胺。

(2)不同3-位取代1,8-萘酰亚胺脂滴探针的合成

在氮气氛围中，将中间体N-胺基-3-溴-1,8-萘酰亚胺、叔丁醇钾、二氯双[二叔丁基(4-二甲氨基苯基)膦]钯(II)溶于干燥的甲苯中，加入相应的伯胺或仲胺，升温至90-115℃搅拌反应8-12小时后减压除去溶剂，硅胶色谱柱分离提纯得到不同3-位取代1,8-萘酰亚胺脂滴探针。

步骤一中，3-溴-1,8-萘酐与对应的伯胺的质量比为1:1-10，3-溴-1,8-萘酐的质量与无水乙醇的体积比为1:10-20g/mL。