[发明专利]一种高信噪比的线粒体荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及荧光探针技术领域，具体涉及一种高信噪比的线粒体荧光探针及其制备方法与应用，荧光探针具有式(I)所示结构：制备方法如下：1)将4‑甲基吡啶和碘丁烷用乙醇溶解，加热回流制备得到1‑丁基‑4‑甲级吡啶‑碘化物；2)将4‑二甲基氨基苯甲醛和无水甲醇在N₂的保护下加热直到全部溶解，然后加入化合物1‑丁基‑4‑甲级吡啶‑碘化物，并滴加哌啶，提高温度并回流，直到红褐色固体沉淀析出，即得。所述荧光探针能够在红光下对细胞线粒体进行染色显色，而且对于粘度的响应优于商业化线粒体探针JC‑1，其制备工艺简便，反应步骤少，反应时间短，所用的成本低，产率高，在生物研究和医疗诊断方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及荧光探针技术领域，具体涉及一种高信噪比的线粒体荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在生物成像中，靶标的高保真度荧光图像非常重要，尤其是线粒体来说，因为它的形态和数量是不断变化的。例如，在长期缺氧环境下，多种细胞系的线粒体会异常增大。同时，线粒体的形态可以由一组蛋白质控制，这些蛋白质的突变会导致包括帕金森氏症和阿尔茨海默病在内的多种人类疾病。因此，在成像和跟踪线粒体时，只有高保真图像才能提供准确的线粒体信息。所以开发一种新的探针，去提高荧光探针的信噪比进而提高图像保真度是非常有意义的。

考虑到线粒体是一个具有高粘度环境的细胞器，因此为了得到具有高信噪比的线粒体荧光探针，设计转子型荧光探针是一个非常好的策略。预计该探针在未靶向线粒体时，由于内部的旋转并不会发出荧光，而靶向到线粒体后由于分子内旋转受限而发出明亮的荧光，从而大大提高信噪比。目前，对于线粒体的成像，已有许多商业化的荧光探针，诸如MitoTracker Red FM(MTR)，MitoTracker Green FM(MTG)，TMRM,TMRE和JC-1等。然而，上述探针均不具有转子效应，且光稳定性较差。这不利于长时间地高保真地成像先线粒体。此外，经过研究发现，在各种荧光生物传感器中，红光荧光探针非常适合于活细胞的成像。因为，红色发射在成像时避免了蓝/绿色区域的细胞内自发荧光，可以减小背景噪声，提高信噪比。所以，开发红色转子型线粒体荧光探来解决蓝/绿色区域的细胞自发荧光问题，提高探针的粘度响应是具有非常大意义的，也是目前迫切需要解决的科研课题。并且使用简单的合成工业和较低成本得到高产率的荧光探针也非常重要，简便制备工艺的开发具有重大意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种高信噪比的线粒体荧光探针及其制备方法与应用，所述荧光探针具有极简单的合成工艺，极低的成本，极高的产率，极强的转子效应，能够高保真度的成像线粒体，本发明的探针在线粒体相关的生物研究和医疗诊断方面具有良好的应用前景。

为了达到以上目的，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，提供一种高信噪比的线粒体荧光探针，所述荧光探针是式(I)所示结构的化合物：

式(I)所示化合物的化学名称为(E)-l-丁基4-(4-(二甲氨基)苯乙烯基)吡啶-1碘盐，简称为Mito-1。

在本发明的第二方面，提供一种第一方面所述高信噪比的线粒体荧光探针的制备方法，制备方法概述如下：

(1)将4-甲基吡啶和碘丁烷用乙醇溶解，加热回流制备得到1-丁基-4-甲级吡啶-碘化物；

(2)将4-二甲基氨基苯甲醛和无水甲醇在N₂的保护下加热直到全部溶解，然后加入化合物1-丁基-4-甲级吡啶-碘化物，并滴加哌啶，提高温度并回流，直到红褐色固体沉淀析出，即得到((E)-1-丁基-4-(4-(二甲氨基)苯乙烯基)吡啶碘盐Mito-1。