[发明专利]一种基于均二苯乙烯骨架的细胞脂滴荧光成像探针及其应用

说明书

一种基于均二苯乙烯骨架的细胞脂滴荧光成像探针及其应用，属于生物成像技术领域。该荧光探针的结构式如下所示，R为二甲胺基、二乙胺基和哌啶基，其中以R为二乙胺基的荧光探针Lipi‑DSB成像效果最好。本发明还公开了该荧光探针在特异性标记细胞中脂滴和追踪活细胞内脂滴分布和动力学变化方面的应用。实验证实本发明的荧光探针Lipi‑DSB是一种具有高亮度和成像信噪比，超高的脂滴染色选择性和光稳定性，以及较低的细胞毒性等优点的脂滴荧光探针，具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于生物成像技术领域，具体涉及一种基于均二苯乙烯骨架的细胞脂滴荧光成像探针及其在特异性标记细胞中脂滴和追踪活细胞内脂滴分布和动力学变化方面的应用。

背景技术

脂滴在早些年前只是被人们当成细胞内的脂肪堆积颗粒，直到近些年对脂滴的研究逐渐深入，才发现脂滴是一种球形细胞器，它由中性脂质核(甘油三酯和胆固醇酯)和磷脂单层膜构成，膜上固定有围脂滴蛋白和脂分化蛋白等多种蛋白质，广泛分布于从原核生物到人类几乎所有的生物体中。脂滴参与了很多重要的细胞活动，例如：膜的合成和转运，蛋白质的储存和降解，以及发炎等。脂滴的功能紊乱会导致多种疾病的发生，如肥胖症、糖尿病、脂肪肝、动脉粥样硬化和癌症等。因此，近十年来针对脂滴的研究成为了细胞生物学中最热门的领域。

为了观察脂滴研究脂滴多种多样的功能，荧光成像技术如共聚焦、双光子和受激发射损耗(STED)成像等是最有力的工具之一。然而，由于光的衍射极限限制，共聚焦或双光子荧光显微镜所能达到的分辨率极限只有250nm左右，无法观察到小个脂滴。并且，脂滴成像最常用的荧光探针BODIPY和Nile Red(Materials，2018，11，1768)也都有着一定的不足之处，例如：BODIPY的斯托克斯位移较小，会导致吸收和发射光谱的重叠，Nile Red染色脂滴的同时还会染色其它疏水性结构导致较低的脂滴特异性和成像信噪比。而具有纳米尺度分辨率的STED超分辨显微镜可以观察到小个脂滴，但对荧光探针的光稳定性有着极高的要求，常用的荧光探针很快就会被超强的STED损耗光所漂白。因此，开发具有大斯托克斯位移、高的脂滴特异性和成像信噪比、以及超高光稳定性的荧光探针是实现高质量脂滴荧光成像的迫切需求。

发明内容

针对现有细胞脂滴成像荧光探针技术方面的不足，本发明要解决的问题是提供一种基于均二苯乙烯骨架的细胞脂滴荧光成像探针及其在特异性标记细胞中脂滴和追踪活细胞内脂滴分布和动力学变化方面的应用。

本发明所述的一种基于均二苯乙烯骨架的细胞脂滴荧光成像探针，其特征在于：分子结构为给受体结构，其化学结构通式如式(I)所示：

其中R是二甲胺基、二乙胺基或哌啶基，其结构式为

本发明所述性能最优异的细胞脂滴荧光探针的化学名称为(2Z，2'Z)-3,3'-(1,4-亚苯基)双(2-(4-(二乙氨基)苯基)丙烯腈)，简称为Lipi-DSB，它的两个类似物化学名称分别为(2Z，2'Z)-3,3'-(1,4-亚苯基)双(2-(4-(二甲基氨基)苯基)丙烯腈)和(2Z，2'Z)-3,3'-(1,4-亚苯基)双(2-(4-(4-哌啶基-1-基)苯基)丙烯腈)，简称分别为化合物1和2。它们都是本发明合成的新的荧光分子，制备反应式如下：