[发明专利]氨基酸类双光子荧光染料

说明书

技术领域

本发明涉及一类含有氨基酸结构的双光子荧光染料、其制备方法，以及利用该类荧光染料对肿瘤活细胞或组织中谷胱甘肽的识别及定量检测。

背景技术

核酸(Nucleic Acids)是细胞内能够起到生物体遗传信息携带和传递的生物大分子。核酸按其组成成分可分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。DNA分子是一类含有生物物种的遗传信息的链状结构或者呈环状结构的双链分子，RNA分子是一类负责DNA遗传信息的翻译和表达单链分子。核酸存在于所有动植物细胞、微生物体内，是生命的最基本物质之一，对生物的生长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。近些年来，核酸除了具有原来已被研究的作用之外，还被发现了新的作用，例如日本工业技术院产业技术融合领域研究所已经研制出可治疗白血病的人造核酸，此种核酸可主观发现引起白血病的遗传基因并将其剪除，此种人造核酸将来有望成为治疗白血病的主要药物(Nature,2000,406,473-474)。所以建立一种简便的、快速的、有效的、灵敏的、特异性识别肿瘤细胞内的核酸以及可对其定量成像的技术或方法是一项重要的工作。

现有识别及检测核酸的方法种类很多，例如PCR技术、高效液相色谱法来分析、紫外分光光度法等。但上述方法在实际成像应用中存在以下缺陷：细胞膜的通透性差、无法实现对肿瘤细胞的选择性问题等等。随着显微成像技术的发展，荧光染料在显微成像研究中已经成为最重要的依附工具。荧光标记的光学分子成像为核酸的相关基础研究提供了一种很好的解决方法。目前，菲啶类(EB、PI)、吖啶类(AO)、咪唑类(Hoechst、DAPI)和花菁家族类(Cy、TOTO、SYTO)等荧光染料都已经应用到核酸相关研究中。然而，这些染料具有一些无法改变的缺点，比如：菲啶染料类中的溴化乙锭(EB)具有致癌性，GoldView对皮肤、眼睛具有一定的刺激性等等。更重要的是，这些传统的单光子荧光染料与新发展起来的双光子荧光染料相比，在近红外激发、暗场成像、避免荧光漂白和光致毒、定靶激发、高横向分辨率与纵向分辨率、降低生物组织吸光系数及降低组织自发荧光干扰等方面(Nature,1999,2:989-996.；Science,1997,275:530.；Angewandte Chemie International Edition,2001,40:2098.)具有一定的缺陷。因此，构建并制备低/无毒性、高膜通透性、可选择性识别肿瘤细胞中的核酸类双光子染料仍然存在巨大挑战。

发明内容

本发明的目的，首先在于提供一类氨基酸类双光子荧光染料，所述染料具有通式I的结构：

通式I中：

R选自：

L₁和L₂各自独立地选自C_1-8烷基、-O(CH₂)_n-、-(CH₂)_nO-、-O(CH₂)_nO-、-NH(CH₂)_n-、-(CH₂)_nNH-和-NH(CH₂)_nNH-，其中n是1-8的整数。

上述基团的结构式中，“---”用以表示该基团与化合物其它部分连接的游离键。

本发明另一方面的目的，在于提供上述氨基酸类双光子荧光染料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)H-R-Br与浓硝酸按摩尔比1:1-1:5反应，制备化合物H-R-NO₂(C₁)；

反应温度为30-150℃，反应时间为1-20小时，反应溶剂选自二氯甲烷、乙醇、甲醇、丙酮、丙三醇、乙酸乙酯、醋酸或其混合物；

2)化合物H-R-NO₂(C₁)与化合物B₁按摩尔比1:1-1:5反应，制备化合物C₂：

反应温度30-150℃，反应时间1-10小时，反应溶剂选自二氯甲烷、乙醇、甲醇、丙酮、丙三醇、乙酸乙酯、醋酸或其混合物；

3)化合物C₂与还原剂按摩尔比1:5-1:20反应，制备化合物C₃：