[发明专利]一种远红光溶酶体荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明属于荧光探针技术领域，具体涉及一种远红光溶酶体荧光探针及其制备方法和应用。本发明以强供电子型的二烷基苯胺为给体、以强缺电子型的TCF为受体构筑D‑π‑A型的共轭化合物，分子内强的电荷转移作用使得发射波长红移，达到远红光区域，同时具有大的Stokes位移；在化合物中引入了增强水溶性的烷氧基链，且控制化合物的分子量大小，使得其在水中溶解度较好，应用时在工作浓度范围内，不至于在细胞中发生聚集淬灭现象；分子中引入了二甲氨基，在细胞中应用时可以定位到溶酶体。综合来看，从荧光基团、识别基团和水溶性三个方面构建探针分子，将其用于溶酶体的靶向标记成像时，灵敏度高、自吸收少、背景干扰小。

技术领域

本发明属于荧光探针技术领域，具体涉及一种远红光溶酶体荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

基于荧光探针的荧光成像具备操作简便、对细胞损伤性小、可视化等优势，被广泛应用于细胞领域的标记成像。因生物背景在光激发下本身也能发射荧光，为了避免这种背景干扰，提高检测的准确性和灵敏度，选择发射波长更长的荧光材料就显得格外有价值。同时，分子本身需具备较好的水溶性，这样在生物环境中应用时能避免聚集诱导荧光淬灭，从而最大限度地发挥其发光性能。溶酶体作为一种重要的细胞器，内含大量的水解酶，控制着蛋白质、多糖、核酸等大分子的降解，在维持细胞的生命活动中扮演了重要的角色。因此，对溶酶体进行靶向成像，并监测其变化过程意义重大，能为相关疾病的诊断提供有价值的信息。

目前市售较成熟的溶酶体标记探针主要是BODIPY的衍生物，合成相对复杂，价格较高，如LysoTracker red DND-99，其最大发射波长勉强达到红光区域，为590nm，而且Stokes位移非常小，仅仅只有13nm；而LysoTracker Deep Red尽管最大发射波长达到远红光区域，但是Stokes位移也很小，只有21nm。探针的Stokes位移太小，在使用中很容易产生自吸收的背景干扰。针对这些不足，亟需开发一种制备方法相对简单、水溶性好、能发射远红光且Stokes位移较大的荧光材料，以获得成本低、灵敏度高的溶酶体荧光探针。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种水溶性好、发射远红光的溶酶体荧光探针及其制备方法，可供用于溶酶体的靶向成像。该类化合物在模拟细胞环境下，最大吸收波长556nm，最大发射波长为638nm，Stokes位移较大，达到82nm，水溶性高达12μM，且合成相对简单，用于溶酶体的靶向标记时，最大发射波长位于远红光区域，背景干扰和自吸收影响小、灵敏度高、使用方便简单。

本发明所提供的技术方案如下：

一种远红光溶酶体荧光探针，分子结构式如下述式Ⅰ：

式I中n＝1或者2。

本发明以强供电子型的二烷基苯胺为给体、以强缺电子型的TCF为受体构筑D-π-A型的共轭化合物，分子内强的电荷转移作用使得发射波长红移，达到远红光区域，同时具有大的Stokes位移；在化合物中引入了增强水溶性的烷氧基链，且控制化合物的分子量较小，使得其在水中溶解度较好，应用时在工作浓度范围内，不至于在细胞中发生聚集淬灭现象；分子中引入了二甲氨基，在细胞中应用时可以定位到溶酶体。综合来看，从荧光基团、识别基团和水溶性三个方面构建探针分子，将其用于溶酶体的靶向标记成像时，灵敏度高、自吸收少、背景干扰小。

本发明还提供了一种远红光溶酶体荧光探针的制备方法，包括如下步骤：

1)将式II化合物、用于缩合反应的催化剂I和添加剂I溶于有机溶剂I中，冰水浴下加入式III化合物，加入完毕后在室温下反应，得到式IV化合物，具体反应式如下：

2)将式IV化合物和式V化合物溶解于有机溶剂II中，加入用于缩合反应的催化剂II，室温下反应，得到式I化合物，具体反应式如下：

其中，n＝1或者2。