[发明专利]一类双核钌配合物及其制备方法和作为活细胞荧光染料的应用

说明书

技术领域

本发明涉及细胞成像试剂技术领域，具体涉及一类双核钌配合物及其制备方法和作为单、双光子活细胞荧光染料的应用。

背景技术

近年来，活细胞成像成为科学家们关注的焦点，而随着激光共聚焦荧光显微镜技术的不断发展，人们对细胞的研究日益深入，适合的生物成像试剂的开发激起科学家们的极大兴趣。目前，应用于细胞成像领域的商用荧光染料大部分是一些有机小分子，如PI, DAPI，Mitotracker Green等。然而，这些有机分子存在一些缺点：水溶性比较低，容易产生沉淀或者与细胞作用后即刻析出，影响染色效果；具有比较高的细胞毒性，染料与细胞作用后，导致细胞的死亡，影响对细胞正常状态的观测；光稳定性低，因受空气中或介质中活性剂基团（单线态氧等）的作用，染料在激发波长照射后，荧光不断减弱，光漂白现象严重，不利于成像稳定；激发和发射光谱的交叉严重（stoke shift小），一般在几十个纳米左右，不利于区分内源荧光和降低染料本身的自淬灭（G. P. Pfeifer, Y. H. You and A. Besaratinia, Mutat. Res., 2005, 571, 19; W. R. Zipfel, R. M. Willams and W. W. Webb, Nat. Biotechnol., 2003, 21, 1369.）。

使用双光子荧光探针则是解决以上问题的一个重要方法。由于这些分子发射波长在近红外或更长，且具有较低的毒性，较高的光稳定性，减弱了光漂白现象，越来越多的实验室将他们的眼光放在这类双光子染料上（U. K. Tirlapur and K. Konig, Nature, 2002, 418, 290.）。这些分子包括了有机染料、发光d⁶金属配合物（如Ir、Re的配合物）、d8铂金属配合物、d10锌（II）金属配合物和量子点等（H. M. Kim, B. R. Cho, Acc. Chem. Res., 2009, 42, 863; Q. Zhao, C. Huang and F. Li, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 2508; S. Botchway, M. Charnley, J. Haycock, A. Parker, D. Rochester, J. Weinstein and J. Williams, PNAS, 2008, 105, 16071; Y. Hai, J. J. Chen, P. Zhao, H. Lv, Y. Yu, P. Xu and J. L. Zhang, Chem. Commun., 2011, 47, 2435; D. R. Larson, W. R. Zipfel, R. M. Williams, S. W. Clark, M. P. Bruchez, F. W. Wise and W. W. Webb, Science, 2003, 300, 1434.）。然而，具有较大双光子吸收性、较高兼容性、光稳定性及膜穿透能力、低细胞毒性的双光子荧光探针仍报道很少。

钌（II）金属多吡啶配合物凭借其优良的光化学性质，如非线性光学性质明显、发光效率高、激发和发射光谱stoke位移大、光稳定性强、且发光寿命相对更长，用于细胞成像试剂方面具有其独特的优点。另外，这类配合物分子量较小，因此在活细胞染色过程中更容易穿透细胞膜（V. Fernández-Moreira, F. Thorp-Greenwood and M. P. Coogan, Chem. Commun., 2010, 46, 186.）。目前，已有一部分钌（II）金属多吡啶配合物应用于活细胞成像的研究，但能成功作为双光子细胞成像染料的还较少（S. C. Boca, M. Four, A. Bonne, B. van der Sanden, S. Astilean, P. L. Baldeck and G. Lemercier, Chem. Commun., 2009, 4590; H. Ke, H. Wang, W. -K. Wong, N. -K. Mak, D. W. J. Kwong, K. -L. Wong and H. -L. Tam, Chem. Commun., 2010, 46, 6678; P. Zhang, L. Pei, Y. Chen, W. Xu, Q. Lin, J. Wang, J. Wu, Y. Shen, L. Ji and H. Chao, Chem. Eur. J., 2013, 19, 15494.），因此钌（II）金属多吡啶配合物作为双光子荧光探针的巨大潜力仍待开发。