[发明专利]一类单电荷氟化硼络合二吡咯甲川荧光染料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工领域中的一类新的荧光染料、制备方法及其应用，特别是涉及一类单电荷氟化硼络合二吡咯甲川（BDP）荧光染料、其制备方法，以及利用该荧光染料在生物染色方面的应用。

背景技术

荧光染料作为功能性染料在科学技术的各个领域取得了广泛应用，尤其在生命科学、临床医疗诊断、免疫分析检测等方面的研究成为热点。线粒体不仅是人体中提供能量的主要场所，而且其参与的生理过程与很多疾病如糖尿病、癌症、老年痴呆症等相关。因此，对线粒体及其功能的研究备受关注。目前，广泛应用的线粒体成像的商品化染料主要分为2大类：花菁类（MitoTracker FM）和罗丹明类（MitoTracker Ros）。但是这些染料也存在一些不足：如稳定性差、荧光强度受pH影响等。因此，开发稳定性好、不受pH干扰、毒性小的新型荧光染料具有重要意义。

在众多荧光染料中，氟化硼络合二吡咯甲川（BDP）荧光染料具有较高的摩尔消光系数、荧光量子产率高、稳定的光谱性质、高的光热及化学稳定性、分子量小和较低的细胞毒性等优点，作为生物分子荧光探针和细胞器成像荧光试剂等已被广泛应用。其中，一些BDP荧光染料已应用于细胞成像中内质网和高尔基体的细胞器荧光成像定位，并取得了很好的应用。但在线粒体细胞器活细胞荧光成像定位中还少有BDP荧光染料的报道。据文献报道，线粒体是一个具有负膜电位的细胞器，带有正电荷的共轭结构的有机分子比较容易聚集于线粒体周围实现其在活细胞中的荧光成像。已广泛应用的商品化的线粒体荧光染料如Rhodamine123、Invitrogen公司的MitoTracker系列等，都是具有正电荷离域共轭体系的分子实现线粒体选择性成像。但是这些荧光染料存在稳定性差、光谱易受pH的环境因素的影响等缺点。

发明内容

因此，需要开发新的荧光染料，该染料应该具有以下特点：具有正电荷离域共轭体系，能选择性的定位于线粒体实现线粒体的荧光成像，较高的稳定性，稳定的光谱性质，不受溶剂极性及pH等周围环境的影响，具有一定的水溶性和细胞通透性以及低的细胞毒性。

本发明首先公开一类单电荷氟化硼络合二吡咯甲川荧光染料（BDP荧光染料），具有如下通式（式I）：

通式I中：

R₁选自C_1-18烷基；

R₂选自H、甲基、取代或未取代苯基，取代或未取代噻唑基；

R₃和R₄各自独立地选自H、甲基、取代或未取代苯基、取代或未取代噻唑基，取代或未取代苯乙烯基；

所述的取代苯基、取代噻唑基或取代苯乙烯基由以下基团任意取代：CN、COOH、NH₂、NO₂、OH、SH、C_1-6烷氧基、C_1-6烷基氨基、C_1-6酰胺基、卤素或C_1-6卤代烷基；

Y^-为卤素负离子。

本发明的上述BDP荧光染料具有以下显著的特征：

（1）由于吡啶盐正电荷的引入，使其可以选择性的定位于活细胞的线粒体，实现活细胞中线粒体荧光成像；

（2）光谱性质稳定，对极性、pH值不敏感，同时具有光稳定性好的有点；与商品化的线粒体染料相比，本发明的BDP荧光染料有更高的光稳定性，更好的抗pH干扰的能力；

（3）光谱范围大，可实现从可见光到近红外的荧光成像；

（4）合成简便，产品易得；且细胞毒性小，在生物长时间观测方面有更大的潜在应用价值。

鉴于此，本发明的另一目的在于提供上述本发明的BDP荧光染料在制备用于活细胞染色的试剂中的应用。所述试剂尤其指选择性用于线粒体染色的试剂。

附图说明

本发明附图5幅：

图1是化合物B和商品化线粒体染料MitoTracker Green FM、MitoTracker Red CMXRos在Tric-HCl缓冲溶液（10nM,pH=7.4）中的光稳定性比照图。横坐标为光照时间(小时)，纵坐标为吸光度值保留值。所用光源为500W碘钨灯；所用仪器为紫外可见分光光度计，型号：Lambda35。