[发明专利]二氟硼类染料荧光探针、其合成方法及其在检测细胞内氢离子中的应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一种荧光探针，特别涉及一种二氟硼类染料荧光探针、其合成方法及其在检测细胞内氢离子中的应用，属于检测技术领域。

背景技术：

细胞和细胞器的许多重要生理过程等都与pH值密切相关(Fuh M R S，Burgess L W，Hirschfeld T，Analyst，1987，112，1159-1163；Khramt sov V V，Grigor Ev I A，Foster M A，Cell Mol.Biol.2000，46，1361-1374)。在正常的生理条件下，细胞外液中H⁺的浓度约为40nmol·L^-1(pH＝7.40)。氢离子浓度作为一个重要的新陈代谢参数，对许多细胞过程中起到关键的调节作用，比如细胞生长，钙离子调节，酶活性，信号传导，细胞内吞作用，化学向性及其他的细胞过程等(H.Izumi，T.Torigoe，H.Ishiguchi，Cancer Treat.Rev.2003，29，541-549；M.Chesler，Physio1.Rev.，2003，83，1183-1221；A.M.Paradiso，R.Y.Tsien，T.E.Machen，Nature，1987，325，447-450；I.Yuli and A.Oplatka，Science，1987，235，340-342)。许多报道认为一些疾病如癌症，肾衰竭，肺病等与细胞质或者酸性细胞器内的pH异常有关(S.H.Hansen，K.Sandvig，B.V.Deurs，J.Cell Biol.1993，121，61-72；M.Schindler，S.Grabski，E.Hoff，Biochem.1996，35，2811-2817；J.M.Holopainen，J.Saarikoski，P.K.J.Kinnunen，Eur.J.Biochem.，2001，268，5851-5856)。因此pH值的精确测量对化学生物学研究十分重要。

目前，可用于监测pH的方法主要有：玻璃电极法、核磁法、紫外吸收法及荧光光谱法。利用荧光法设计对pH有灵敏响应的荧光探针，由于其非破坏性、高的灵敏度和专一性，以及广泛可用的荧光染料，在测定pH时比其他方法更具优越性。荧光探针通过与质子的结合对荧光进行调控，荧光共聚焦成像技术能够描绘出活体细胞内氢离子的时空分布特性。pH荧光探针可分为两类：第一类包括普通使用的荧光素、蒽等的衍生物。这类探针的酸、碱形式中只有一种显示强荧光，因此，与pH对应的荧光变化取决于酸或碱形式的浓度。第二类探针的酸、碱形式具有不同的吸收或(和)发射带，随pH变化，发射或(和)激发波长会发生移动，可以用不同波长下的荧光比率来测定氢离子浓度。另外，有些荧光探针本身随pH变化荧光寿命发生变化以此来检测氢离子浓度。根据荧光pH探针的工作范围不同，荧光探针又可分为两类：一类是用于检测细胞质内pH(6.8-7.4)(K.M.Sun，C.K.McLaughlin，D.R.Lantero，J.Am.Chem.Soc.2007，129，1894-1895；M.S.Briggs，D.D.Burns，M.E.Cooper，Chem.Commun.2000，2323-2324；J.A.Thomas，R.N.Buchsbaum，A.Zimniak a，Biochem.1979，18，2210-2218；A.H.Lee，I.F.Tannock，Cancer Res.1998，58，1901-1908)；另一类是用于检测酸性官(4.5-6.0)如溶酶体、内涵体等的探针(H.-J.Lin，P.Herman，J.S.Kang，Anal.Biochem.2001，294，118-125；F.Galindo，M.I.Burguete，L.Vigara，Angew.Chem.Int.Ed.2005，44，6504-6508)。目前，用于pH检测的荧光探针主要有花菁类探针、罗丹明类探针、荧光素类、BODIPY类探针、基于荧光染料蒽的FG-H系列探针和具有5-芳基-2-吡啶基氧氮杂茂类双光子探针等。这些探针根据荧光染料母体的不同而各具特点。花菁类pH探针发射波长在近红外区，不易被生物介质基质吸收，对组织损伤小且穿透力强，但是花菁的斯托克斯位移小，容易发生自猝灭和光漂白。其他类型的探针也有不足之处，如BODIPY类、5-芳基-2-吡啶基氧氮杂茂类探针和罗丹明探针水溶性不好，而且激发发射波长多处于可见光区，从而限制了它们在生物体内的应用。