[发明专利]一种pH敏感近红外荧光分子探针及其制备方法与用途

说明书

技术领域

本发明属于生化检测领域，特别涉及一种pH敏感近红外荧光分子探针，还涉及该分子探针的制备方法及其在pH检测中的应用。

背景技术

细胞内pH的变化对许多细胞性活动，包括受体介导的信号传导、酶活性、细胞的生长及凋亡、离子迁移及平衡、钙的调控、胞吞作用、趋药性及细胞粘附等均会产生重要影响。例如，肿瘤发生时细胞内pH会发生变化。

基于光学信号变化而建立的pH测定方法可弥补玻璃电极难以测定体内pH的不足。一些有机化合物的荧光或吸光性质随pH的变化，该性质可用来指示目标介质中酸碱性的改变,利用荧光法测定pH具有灵敏度高、可以采用缓和模式操作(这种技术特别适合研究混浊和非均匀体系)、分析仪器的几何设计更加灵活等特点（谢小燕,夏宁邵.生物技术通讯，2001,12(3):831–837;蒋林玲,丁立平,房喻.自然杂志,2004,26(6):333–338；刘春春,杭海英.生物化学与生物物理进展,2006,33(3):22-29）。此外，利用各种荧光参数，如荧光强度、荧光寿命等的变化来测定pH值，不仅便于荧光显微学研究，而且可实时检测细胞内pH的动态分布和区域变化（S.Anderson,H.L Anderson,A.Bashall,M.McPartlin,J.K.M.Sanders Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1995,34,106-109）。此外，很多pH荧光指示剂也可同时在细胞和非细胞体系中使用。pH荧光探针的上述优点推动了用于检测生理范围内pH变化的荧光染料的改进与发展。

Michael EC等人将一系列Cy5类荧光探针用于IN细胞pH检测，这是报道较早的该类研究（Michael EC,Gregory S,Adie E.pH-Sensitive Cyanine Dyes for Biological Applications[J].Journal of Fluorescence.2002,12(3):425-429）。Takuya Myochin等用三个荧光探针检测pH，发现在酸性条件下这些荧光探针的最大吸收峰红移40-80nm（Takuya M,Kazuki K,Kenjiro H,et al.Rational Design of Ratiometric Near-Infrared Fluorescent pH Probes with Various pKa Values,Based on Aminocyanine[J].J Am Chem Soc.2011,133:3401-3409）。Hyeran Lee等合成了一种由pH敏感的荧光染料结合一种环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（cRGD）肽靶向作用于α_vβ₃整联蛋白（ABIR），该蛋白质在肿瘤发生时会在上皮细胞过度表达；该探针对pH变化高度敏感，在PH=6时，该探针几乎不显示荧光，当pH<5，Pka=4.7时，显示高强度荧光；该探针为酸性细胞器特别是肿瘤溶酶体及晚期内含体的理想成像剂；体内实验显示在注射探针4h后可检测到荧光（Hyeran L,Walter A,Kumar B,et al.Near-Infrared pH-Activatable Fluorescent Probes for Imaging Primary and Metastatic Breast Tumors[J].Bioconjugate Chem.2011,22:777-784）。

近红外光区的荧光检测可以降低光对生物体的损伤，也可以避免生物体自身荧光的干扰。然而，现有对荧光分子探针的研究主要为对酸性近红外pH荧光探针的研究，难以应用于活体内pH检测；用来监测活体内pH值的变化pKa值近中性的近红外荧光探针还未见报道。迫切需要设计一种pH近中性的近红外荧光探针来研究细胞内pH值的波动情况，

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供灵敏度高、结果准确、可用于体内pH监测的pH敏感近红外荧光分子探针MP-Cy。

本发明的第二目的在于提供上述荧光分子探针的制备方法。

本发明的第三目的在于提供上述荧光分子探针的应用。

技术方案：本发明提供的一种pH敏感近红外荧光分子探针MP-Cy，其结构式如下：

本发明还提供了上述pH敏感近红外荧光分子探针MP-Cy的制备方法：将化合物IR-820和甲基哌嗪反应；纯化后即得。