[发明专利]荧光溶剂化变色色素

说明书

技术领域

本发明涉及根据溶剂的极性而发光波长发生变化的荧光溶剂化变色(solvatochromic)色素，更详细而言，涉及一种能够将细胞染色、且根据该细胞的环境而发光波长会发生变化的荧光溶剂化变色色素。

背景技术

荧光溶剂化变色色素是根据分子周边的溶剂极性而变色的色素，现在主要被用作为了利用荧光显微镜实时地高感度观测生物体分子(特别是脂质分子)的动态的探针。由于其变色机理不需要与特定的化学物种接触，因此可以高感度识别对于其他荧光色素而言很难识别的抗原抗体反应、单核苷酸多态性。

作为该荧光溶剂化变色色素，有NBD、dansyl、prodan、Dapoxyl等。其中性能最优的是Dapoxyl，作为溶剂化变色色素，其罕见地在长波长区域(370nm付近)具有能够光激发的吸收带，且斯托克斯位移(Stoke’s shift)显著，荧光的量子收率也高(非专利文献1)。

作为使激发波长进一步长波长化的解决法，本发明人已经开发了以噻吩等作为母骨架的中性型荧光溶剂化变色色素，确认可以通过蓝色二极管激光来高效地激发(专利文献1)。

另一方面，具有与该发明的荧光溶剂化变色色素近似结构的阳离子性荧光色素DASPMI已经市售，可以用于线粒体的细胞膜行为的观察(专利文献2，非专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-291210

专利文献2：日本特表2003-506014

非专利文献

非专利文献1：Photochemistry and Photobiology，1997，66(4)：424-43

非专利文献2：Biochimica et Biophysica Acta，1976，423：1-14

发明内容

发明要解决的课题

以往的荧光溶剂化变色色素(专利文献1)由于脂溶性非常高，因此局限在细胞膜的疏水性核等中，在亲水性表面或者极性溶剂中，有难以使用的弱点。而且，为了不对细胞等的生物体组织产生坏影响，作为荧光显微镜的光源，希望能利用广泛使用的比蓝色二极管激光(405nm)更长波长的光源的氩激光(488nm)来高效地激发。

另一方面，DASPMI(非专利文献2)是根据线粒体的活性而发光强度大幅变化但是发光波长不变，因此不能应用于化学计量比(ratio-metric)测定等的定量性的高的测定。

因此，本发明的目的在于提供一种新型阳离子型荧光溶剂化变色色素，其具有以下性质：(1)具有离子性的末端，从而使其易于在亲水性表面或者极性溶剂中使用；(2)能够利用广泛使用的氩激光(488nm)来高效地激发(3)根据极性的变化发光波长发生位移，(4)可以有效地将细胞等生物体组织染色。

解决课题的手段

可用于线粒体的细胞膜行为的观察的阳离子性荧光色素DASPMI(专利文献2，非专利文献2)以下式表示，其吡啶鎓基是阳离子性的取代基、为非常强的吸电子基。

[化4]

在线粒体的细胞膜中，该吡啶鎓基定位在膜表面，荧光强度对膜电位敏感地响应。

因此，本发明人发现，在显示优良的发光波长响应性的中性型荧光溶剂化变色色素(专利文献1)的吸电子基导入该吡啶鎓基，从而合成荧光溶剂化变色色素时，该荧光溶剂化变色色素根据亲水性表面的极性变化而大幅改变荧光波长，而且改变为阳离子型的荧光溶剂化变色色素能将细胞膜染色，可以用于其行为的观察，从而完成了本发明。

即，本发明是下式所表示的荧光溶剂化变色色素，

[化1]

(式中，X表示氧原子(-O-)或硫原子(-S-)，

m表示1～4的整数，

Y分别独立，其中至少一个表示-N＝，其余的表示-CR⁹＝，

R⁹表示氢原子、碳数1～4的烷基或能与其他分子键合的结合基，

R¹和R²分别独立地表示氢原子、卤原子、伯或仲氨基、或碳数为1～4的烷基，