[发明专利]一种用于线粒体标记的近红外荧光探针

说明书

本发明公布了一种基于吡喃喹啉结构的线粒体近红外荧光探针，属于化学分析检测技术领域，其分子结构式如下：探针有着近红外的发射，大斯托克斯位移，具有穿透性好、背景干扰小、对组织损伤小等优点。这些优良的性能表明该荧光探针在环境及生物等领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于化学分析检测技术领域，具体涉及一种线粒体近红外荧光探针及其在生物荧光成像中的应用。

背景技术

线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的细胞器，有“细胞动力工厂”之称，是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷(ATP)的主要场所，主要为细胞活动提供能量。线粒体标记的荧光探针已经成为研究线粒体生理及病例过程中有效的工具。目前，市售的线粒体荧光探针主要是红色荧光探针和绿色荧光探针，而线粒体近红外荧光探针鲜有报导。近红外荧光探针(发射波长：700～2500nm)，其穿透性好、背景干扰小、对组织损伤小等优点，在生物荧光成像领域中有着更广泛的应用。此外，荧光探针具有大的斯托克斯位移可以减少自吸收而提高检测的灵敏度。因此，开发近红外发射并具有大斯托克斯位移的线粒体荧光探针是很有意义。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于线粒体标记的近红外荧光探针。

本发明中的荧光探针，其结构如下：

本发明中的荧光探针通过以下合成路线制备：

(a)溴丙炔、碳酸钾、N,N-二甲基甲酰胺、25℃、10h；(b)对氨基苯甲醇、碘化亚铜、N,N-二甲基甲酰胺、110℃、6h；(c)二氧化锰、二氯甲烷、25℃、5h；(d)哌啶、乙腈、回流、6h。

本发明中的荧光探针线粒体标记机制如下：由于探针带有正电荷，可以利用线粒体的膜电位差对其进行靶向定位，从而实现对标记线粒体标记的功能。

本发明的荧光探针具有近红外荧光发射和大的斯托克斯位移。在不同溶剂中的最大吸收峰(λ_abs/nm)、最大发射峰(λ_em/nm)、斯托克斯位移(Δss/nm)、摩尔消光系数(ε/L*mol^-1cm^-1)、量子产率(Φ_f)和荧光寿命(τ/ns)如下表所示。

本发明的荧光探针具有较低的细胞毒性(MTT法测试)。HeLa细胞与探针在37℃培育24h后，浓度为15.0μM以内细胞存活率均在90％以上。

本发明的荧光探针对线粒体具有很好的标记性能。通过本发明的荧光探针与市售的线粒体标记探针Mito-Tracker Green共染色HeLa细胞的荧光成像，分析得到红色通道(探针的荧光)和绿色通道(Mito-Tracker Green的荧光)的皮尔逊相关系数为0.97。

本发明的荧光探针可以对斑马鱼染色成像。通过探针与斑马鱼共同孵育后，斑马鱼被染成红色荧光。

本发明的探针具有很好的光稳定性。在20mW/cm²的氙灯下照射1小时，光降解率小于5％。

附图说明

图1为本发明的荧光探针在不同溶剂中归一化的紫外-可见吸收光谱。横坐标为波长，纵坐标为吸光度。

图2为本发明的荧光探针在不同溶剂中归一化的荧光光谱。横坐标为波长，纵坐标为荧光强度。

图3为本发明的荧光探针对细胞的毒性试验。横坐标为探针浓度，纵坐标为细胞的成活率。