[发明专利]基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物及其制备方法与应用，本发明首次公开的中性荧光团为含有N‑H键的杂环，靶向线粒体解决了现有中性结构的荧光染料细胞器靶向能力是随机的且不确定的问题，也避免中性荧光团是细胞中脂滴的商业标记物的问题，本发明改善荧光团良好的光学性能的同时，通过对其结构创造性的修饰来调控原荧光团的细胞器靶向能力，而且标记物改善荧光团的生物学性能，含氮杂环砌块廉价易得，有利于控制新染料的成本，具有重大的科学意义和商业价值。

技术领域

本发明属于荧光标记技术，具体涉及基于含氮杂环的新型中性线粒体荧光标记物。

背景技术

线粒体是细胞中最基础的细胞器之一。它除了作为有氧呼吸的主要场所为细胞提供能量外，也参与细胞遗传物质传递和细胞分化（参见：Levenson, R.; Macara, I. G.;Smith, R. L.; Cantley, L.; Housman, D. Cell 1982, 28, 855.）等重要的生理活动。因此在科学研究中，对线粒体进行实时监控显得尤为重要。在各种技术手段中，荧光标记技术因其操作简便、制备成本低等优势脱颖而出。各种具有线粒体靶向功能的荧光探针和染料也随之孕育而生。纵观已经被报道的线粒体靶向荧光探针和染料，不难发现他们的主体结构中绝大部分都包含三苯基膦盐、吡啶盐和吲哚盐（参见：Angew Chem Int Ed2016, 55,13658.）。即便是最常用的商业用线粒体红色和绿色标记物亦是如此。这是因为线粒体内膜上存在质子泵使得的这些阳离子染料更容易穿透线粒体膜而在线粒体中聚集。但问题也随之而来，这些阳离子进入线粒体后会改变线粒体的膜电位，造成细胞凋亡（参见：Sens Actuators B2019, 292, 16.）。

发明内容

本发明公开了基于含氮杂环的一类新型中性线粒体荧光标记物，可以作为线粒体荧光标记物，本发明首次解决了现有中性结构的荧光染料细胞器靶向能力是随机的且不确定的问题，也避免中性荧光团是细胞中脂滴的商业标记物的问题，本发明改善荧光团良好的光学性能的同时，通过对其结构创造性的修饰来调控原荧光团的细胞器靶向能力，而且标记物改善荧光团的生物学性能，含氮杂环砌块廉价易得，有利于控制新染料的成本。

本发明采用如下技术方案：

基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物，为以下化学式中的一种：

、、

其中，X¹、X²独立的选自CH或者杂原子；M、E、E¹、B₁独立的选自碳原子数小于6的烷基；本发明基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物含有N-H键。

优选的，所述基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物为以下化学式中的一种：

X¹选自CH或N；X²选自CH或N。

本发明公开了上述基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物在线粒体荧光标记中的应用；或者上述基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物在制备线粒体荧光标记试剂中的应用。

本发明公开了上述基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物的制备方法，其特征在于，为以下制备方法中的一种：

（1）化合物6与化合物7反应得到化合物8；化合物8脱保护，得到基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物；

（2）化合物9与化合物7反应得到化合物10；化合物10脱保护，得到基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物；

（3）化合物13与化合物7反应得到化合物14；化合物14脱保护，得到基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物。