[发明专利]亚细胞区域靶向性、长波长、双波长比率法Ca2+荧光探针及合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类亚细胞区域靶向性、长波长、双波长比率法Ca²⁺荧光探针的设计与合成，属于生物化学传感研究领域。

背景技术

Ca²⁺作为细胞内的第二信使参与并控制一系列重要的生命过程，不仅直接激活具有重要生理意义的细胞内的机械活动(如肌肉收缩等)，同时也作为细胞内第二信使介导第一信使(如激素等细胞外信号)对细胞内的反应，其影响几乎涉及到细胞所有的生理和生化过程，如物质代谢、肌肉收缩、胞吞、胞饮、神经递质释放、染色体移动、DNA合成、细胞分裂以及细胞凋亡等。有关细胞Ca²⁺的研究一直是生物学、化学、基础和临床医学等学科领域的前沿热点课题。

细胞内游离Ca²⁺的分布是极不均匀的，在细胞内外之间以及胞内各细胞器与胞质之间均有大的浓度梯度存在。Ca²⁺行使其胞内信使作用正是通过胞内不同区域游离Ca²⁺含量及其分布的时空依赖性变化而实现的，其中涉及通过质膜离子通道的外Ca²⁺内流和泵出，胞内诸细胞器的内Ca²⁺释放和摄取等。因此亚细胞水平Ca²⁺含量及分布变化的动态监测方法的研究对Ca²⁺信号传递本质的认识具有十分重要的意义。即要求细胞Ca²⁺的测定不仅能提供全细胞Ca²⁺的信息，更能够提供有关Ca²⁺的亚细胞区域的彼此独立又相互关联的信息，诸如胞质、胞核、线粒体、内质网、高尔基体等。

目前胞内游离钙的测定方法主要是应用Tsien等人合成的Quin-2、Indo-1、Fura-2、Fluo-3及Fluo-4等钙荧光探针而建立的钙荧光指示剂法。然而，该类荧光探针或需要在紫外区激发，导致细胞自身荧光干扰及光损伤；或与Ca²⁺结合后无荧光峰的位移，难以采用双波长比率法进行测定；或不具有靶向性而无法用于亚细胞水平Ca²⁺的测定。迄今为止，尚未见既可长波激发、又与Ca²⁺结合后荧光峰位移、且对胞内Ca²⁺测定具有亚细胞特异性、可在亚细胞水平进行Ca²⁺测定的整体性能优良的小分子钙荧光探针及其在生命科学中的应用研究报道。本发明的目的在于研制一类结构相对简单、易于合成，具有亚细胞区域靶向性、长波长、双波长比率法Ca²⁺荧光探针。

发明内容

本发明的目的是为了提供一类亚细胞区域靶向性、长波长、双波长比率法Ca²⁺荧光探针及其合成方法，解决现有钙荧光探针需要在紫外区激发，难以采用双波长比率法进行测定，不具有靶向性而无法用于亚细胞水平Ca²⁺的测定等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一类亚细胞区域靶向性、长波长、双波长比率法Ca²⁺荧光探针，其特征在于这类探针具有以下结构通式：

式中：R₁，R₂，R₃，R₄＝氢原子、烷基直链或支链、烷氧基直链或支链、磺酸基、酯基；R₁，R₂，R₃，R₄可以相同或不同；R₅＝烷基直链或支链、末端含羟基或氨基或磺酸基的烷基直链或支链；Y＝C(CH₃)₂，O，S。

本发明的一类亚细胞区域靶向性、长波长、双波长比率法Ca²⁺荧光探针的合成路线如下：

本发明的一类亚细胞区域靶向性、长波长、双波长比率法Ca²⁺荧光探针的合成方法，其具体步骤如下：