[发明专利]一类氟化硼络合二吡咯甲川染料、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及可用于生物荧光分析领域的一类新型氟化硼络合二吡咯甲川类荧光染料、及其制备方法和应用。 

背景技术

荧光分析技术作为一种传统的分析方法，特别是近年来随着新型荧光分析技术的出现与应用而得到了长足的发展。这些新技术具有灵敏度高、选择性好、取样量少、方法快速简便等优点，已成为多种研究领域中进行痕量和超痕量甚至分子水平上分析的一种重要工具。荧光分析方法可提供包括激发光谱、发射光谱和三维光谱以及荧光强度、荧光效率、荧光寿命等多种物理参数。这些参数反映了分子的各种特性，能从不同角度提供研究对象的微观结构信息。 

众所周知，对蛋白质和DNA等生物大分子进行定性分析和定量测定是生物化学和生命科学中经常涉及的分析内容，建立高灵敏度、低检测限的荧光探针定量测定的方法仍具有重要意义；另外，在DNA测序、蛋白质标记、新药研发、细胞内组织成分测定、生物药代跟踪与分析及疾病发病机理研究等领域无不涉及到现代荧光分析检测技术。而荧光染料作为荧光分析技术中的前提条件，其性能的优劣将直接影响甚至决定整个荧光检测的灵敏度、可靠性和实用价值。因此，开发性能优异、适合生物荧光分析应用的荧光染料显得尤其重要。 

一般来讲，适合荧光分析应用的荧光染料通常要具备以下主要性质： 

一、染料的荧光量子产率较高，最好应该大于0.5。荧光量子产率高将有助于提高检测的灵敏度，使检测极限维持在较低浓度的水平。荧光量子产率的高低是衡量一个荧光染料优良与否的最重要因素之一。 

二、染料应该具有较长的最大吸收和发射波长，最好在可见光区。因为生物体内存在很多的有机共轭小分子，例如嘌呤、嘧啶、各种氨基酸，蛋白质分子等，他们在紫外区域都有吸收和发射光谱，如果荧光染料的吸收波长在紫外或者较短波长区域，将会降低荧光探针的灵敏度；并且某些干扰分子的自发荧光会掩盖探针的发射光谱，容易使检测的结果出现偏差；另外，紫外激发光照射在生物组织 内而造成的散射光也对荧光的检测灵敏度构成了很大障碍。 

三、荧光染料应该具有较高的稳定性。无论是在光照下、酸碱条件下，还是在较高温度下，染料的化学性质应该稳定：不会发生严重的光氧化现象，不会在酸碱条件有较小改变的状况下光谱发生较大的波动，当然也不应该在稍高的温度下就迅速地发生分解。 

四、染料分子应该具有较好的细胞穿透能力和细胞内的溶解能力。只有这样才能够设计出适合在细胞中应用的荧光探针。染料分子既要有一定的油溶性又要有一定的水溶性，油溶性是为了便于穿透细胞膜，水溶性是为了有助于在细胞内很好的分散。染料分子的这两种性质可以通过引入合适的亲水性或者亲油性基团来调节。 

五、染料基团对生物体应该没有或者仅有极小的毒害。这就要求荧光探针只对特定的靶标发生作用，而不应该由于自身结构的原因而对细胞内其它活性组织产生破坏作用，否则就失去了荧光探针的生物应用价值。而作为荧光探针重要组成部分的荧光团当然对细胞的毒害作用要小，尽量不要干扰细胞的活性。 

在常用的荧光染料中，芘类与香豆素类荧光染料吸收波长较短，在生物分析中不利于提高检测的灵敏度；菁染料虽然具有较长的发射波长，但其光稳定性较差，荧光量子产率也较低。因此，开发具有良好荧光光谱性能的新型荧光染料，仍然是荧光分析技术发展的关键。 

氟化硼络合二吡咯甲川(简称BODIPY)类荧光染料是近二十几年才发展起来并受到广泛重视的一类新型荧光化合物。由于BODIPY类荧光染料具有：荧光量子产率高、摩尔消光系数大、光谱性质非常稳定(不易受到溶剂极性和pH值的影响)、染料的荧光光谱峰宽较窄及光稳定性较好等非常优异的理化性能，最近几年来在生物分子荧光标记、核酸检测、病理分析及细胞显像等诸多领域得到了大量应用。而合成具有特定活性基团，如氨基，羧基，羟基及特定识别基团等新的活性衍生物，是这类荧光染料在生物化学及生命科学等领域进一步应用的基础。 

对应用于生物分析领域的荧光染料，通常是在荧光染料的母体引入带羧基的活性官能团，并通过N-羟基丁二酰亚胺活化后，直接用于生物分子或生命有机体中进行分析检测。