[发明专利]吡咯异喹啉聚集诱导的荧光分子探针及制备和应用

说明书

本发明提供吡咯异喹啉聚集诱导的荧光分子探针及制备和应用。本发明中的吡咯异喹啉类衍生物合成方法简单、合成的荧光探针发射波长多样、具有大斯托克斯位移、光稳定性好，并具有聚集诱导荧光性质。同时，该类荧光探针分子能特异性结合细胞中的脂质滴，实现对细胞中脂质滴的标记和荧光成像。所述的吡咯异喹啉类衍生物的结构如下：

技术领域

本发明涉及新材料荧光探针领域，具体涉及一类吡咯异喹啉聚集诱导的荧光分子探针及其制备和应用，适用于对细胞中脂质滴标记成像。

背景技术

脂质滴(lipid droplets，LDs)是细胞中富含如甘油三酯、胆固醇等中性脂质的细胞器，参与脂肪储存和代谢等生命过程。最近的研究表明，LDs是高度运动的细胞器，其活动与脂质储存代谢、信号转导和细胞凋亡密切相关。LDs失调已被证实与如病毒感染、炎症、肥胖和癌症等多种疾病密切相关。因此，在复杂的细胞环境中特异性地标记LDs对其胞内定位和分析具有重要意义。

传统的的LDs探针面临如背景干扰、斯托克斯位移小、聚集诱导淬灭、发射波长单一等缺点，导致对LDs的成像不完成和信息缺失。2001Tang等人发现并报道了具有聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission，AIE)现象的分子，解决了聚集诱导淬灭的难题，从而使得荧光材料在各个领域中得到更广泛的应用。过去20年的研究开发出了众多具有AIE性质的有机荧光分子，并成功的应用于有机光电器件、生物成像、光动力治疗等领域。相较于传统的荧光分子，AIE分子在LDs成像中具有良好的细胞生物相容性、高亮度、特异性强和光稳定性好等优点。因此，越来越多的有机AIE小分子被开发为LDs荧光探针。

目前开发具有AIE性质的小分子的LDs荧光探针研究中，面临许多挑战，如：1、母核结构单一，导致激发波长和发射波长单一，不适于复杂细胞环境中的多重标记；2、合成步骤繁琐，许多AIE分子由四苯基乙烯或四苯基噻咯改造而来，需要复杂的合成步骤。3、斯托克斯位移小，激发波长对发射波长的信号形成干扰。

发明内容

针对现有技术的缺点或改进需求，本发明提供一种吡咯异喹啉聚集诱导的荧光分子探针，所述的吡咯异喹啉类衍生物的结构如下：

本发明的荧光分子探针均具有AIE性质，不同化合物在其激发波长下于不同的发射波长处产生相应的荧光信号，其中化合物I-1的激发波长为355nm，发射波长为400–500nm，表现为蓝色荧光；化合物I-2的激发波长为370nm，发射波长为500–600nm，表现为绿色荧光；化合物I-3的激发波长为365nm，发射波长为450–580nm，表现为蓝色荧光；化合物I-4的激发波长为368nm，发射波长为550–700nm，表现为红色荧光；化合物I-5的激发波长为361nm，发射波长为500–600nm，表现为绿色荧光。本发明的荧光分子探针具有光稳定性好、斯托克斯位移大、荧光强度高等优点。

本发明的另一目的是提供所述吡咯异喹啉聚集诱导的荧光分子探针的制备方法，通过以下步骤实现：

a)在无水四氢呋喃中，4-氯苯甲酰氯在甲基溴化镁催化下与1H-吡咯反应生成M1；

b)在N，N-二甲基甲酰胺中，中间体M1在氢化钠的催化下与溴乙腈反应生成中间体M2；

c)在N，N-二甲基甲酰胺中，中间体M2在叔丁醇钾的催化下，用醋酸、间氯过氧苯甲酸、碘甲烷处理反应体系分别得化合物I-1、I-2、I-3；

d)在2，4-二氧六环中，化合物I-2、I-3在四(三苯基膦)钯和叔丁醇锂的催化下与(4-(二苯氨基)苯基)硼酸反应分别得化合物I-4、I-5。合成路线如下：