[发明专利]一种环金属铱（III）配合物及其制备方法和在活细胞线粒体染色中的应用

说明书

技术领域

 本发明属于线粒体荧光成像技术领域。更具体地，涉及一种环金属化铱配合物及其制备方法和在活细胞线粒体染色中的应用。

背景技术

随着科学技术的发展，人类对线粒体的认识越来越深刻。线粒体的形态、尺寸、数量及分布情况具有很大的差异性，活细胞中线粒体一般呈棒状的或卵状，而在细胞分裂过程中也可变为扁盘状，枝状等。单个线粒体的长度一般为1.5～3.0μm，而人成纤维细胞线粒体可长达40μm。线粒体在细胞内的功能主要是葡萄糖的氧化磷酸化，为细胞的生命活动提供所需的能源，同时还起到调控细胞内环境的离子稳态平衡、控制细胞内源性凋亡等作用。线粒体病变或者线粒体功能发生障碍时，则会引起各种“线粒体病”，例如阿兹海默症。因此，对线粒体的研究对人类相关疾病研究和治疗具有深远意义。 

通过荧光或磷光技术对线粒体成像，观察线粒体的形态变化，可作为药理及病理研究的研究依据。目前已商业化的有机小分子线粒体染料只要有以下两类：一类是线粒体膜电位依赖的如Rhodamine dyes（Rhodamine 123、TMRM 和 TMRE），Carbocyanine dyes（JC-1、JC-9 和 DiOC6及 Rosamine dyes （MitoTrackers Orange CMTMRos 和MitoTrackers Red CMXRos 等）；但是线粒体膜电位依赖性的荧光染料会随着膜电位降低而被洗脱，不利于研究线粒体的动态变化。另一类是膜电位非依赖性的线粒体探针（MitoTracker Green FM、MitoTrackers Red FM 和MitoTrackers Deep Red），Mito Fluor Green 和 MitoID Red 等；虽然这些线粒体染料不依赖膜电位，但作为小分子有机荧光染料， Soke 位移小，水溶性差，光漂白严重等缺点也限制着它们的应用。除此之外，上述商业化的线粒体染料均需高能量的单光子激光激发，容易产生单线态氧，不利于长时间观察线粒体的动态变化。

近年来，双光子荧光染料成为了研究热点，相比于传统的单光子染料，双光子荧光染料具有诸多优点：（1）双光子激光比单光子激光波长更长，受细胞器散射影响较小；（2）双光子可以穿透更深的样品；（3）双光子激光对细胞毒性较小。所以，双光子荧光染料比单光子荧光染料更适合观察活细胞、或用来进行定点光漂白实验。因此开发荧光量子产率高，荧光强，光稳定性好，Stoke 位移大和荧光寿命长等特点的双光子活细胞线粒体染料具有积极的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有活细胞线粒体染料的缺陷和技术不足，提供一种具有双光子活细胞线粒体荧光成像功能的环金属铱（III）配合物。

本发明另一目的是提供所述环金属铱（III）配合物的制备方法。

本发明的再一目的是提供所述环金属铱（III）配合物在活细胞双光子线粒体荧光成像中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种新型环金属铱（III）配合物，其结构式如式I所示：

上述新型环金属铱（III）配合物的制备方法为：将对甲基苯甲醛和2-乙酰吡啶在乙醇中反应获得甲基苯三联吡啶（ttpy），由甲基苯三联吡啶（ttpy）和IrCl₃·H₂O先反应制得Ir(ttpy)Cl₃前体，再由Ir(ttpy)Cl₃和2-(2,4-二氟苯基)吡啶反应制得；所述的对甲基苯甲醛、2-乙酰吡啶、甲基苯三联吡啶（ttpy）、2-(2,4-二氟苯基)吡啶的结构式分别为：

。

具体地，上述新型环金属铱（III）配合物的制备方法，包括以下步骤：

S1.将对甲基苯甲醛和2-乙酰吡啶在乙醇中搅拌回流反应获得甲基苯三联吡啶（ttpy）。

S2.将S1得到的甲基苯三联吡啶（ttpy）与IrCl₃·H₂O在乙二醇回流中反应获得Ir(ttpy)Cl₃；