[发明专利]基于香豆素和荧光素的杂合荧光染料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类基于香豆素和荧光素的杂合荧光染料，具有如下结构式I：R₁、R₂、R₃、R₄分别独立的为氢、羟基、烃基或卤素；R₅、R₆、R₇、R₈、R₉分别独立的为氢、甲基、甲氧基、羧基、磺酸基、羟基、氨基、硝基、卤素、胺基、甲酰胺基或甲酸酯基；X为羧基、氢、甲醛基、甲酰胺基或甲酸酯基；还公开了该类染料的制备方法。这类染料具有荧光素量子产率高的特点，也具有香豆素Stokes位移大的性质；同时，该类染料生物相容性好，可用于生物体系中的细胞器或生物大分子如蛋白质等的共价荧光标记，对于研究生命科学有非常重要的作用。

技术领域

本发明涉及一类荧光染料。更具体地，涉及一类基于香豆素和荧光素的杂合荧光染料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，荧光染料伴随着生命科学的发展发挥着越来越重要的作用，特别是随着荧光分析检测技术的发展，具有荧光特性的有机小分子在酶分析、生物分子标记、细胞染色、临床检验诊断及环境监测等领域被广泛的应用，以有机小分子为基础的荧光分子探针的报道也已屡见不鲜，这些探针分子具有操作简便、选择性高、膜透性好、可重复性强，能原位检测等众多优点。此外，分子荧光探针可参与监控活细胞及活体中的生物分子与其代谢过程，使活细胞与计算机之间搭起一座桥梁，通过光纤传递信号进而实现细胞内代谢过程的可视化。近年来关于各类小分子及离子的荧光探针的报道层出不穷，分子荧光探针己成为国内外学者们的研究热点。目前，常见的经典有机荧光团包括内源性的荧光分子(如荧光蛋白、还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)等)和化学荧光探针，如：香豆素类、氧杂蒽类及其类似物等，它们在探针领域有着各自的优势及局限性。

香豆素类化合物是自然界中广泛存在的一类重要天然杂环化合物。香豆素类化合物的母体结构为苯并吡喃，最早由Vogel于1820年从黄香草木犀中提取得到，但直到1868年，才由Perkin首次人工合成了香豆素衍生物。研究表明，香豆素类化合物具有多方面独特的生理学和生物学活性，例如：抗高血压、抗凝血、抗真菌、抗细菌、抗病毒、抗癌等一系列的生物和药用活性。近年来发现香豆素类化合物还具有抗氧化、抗衰老以及抵抗当今危害人类健康的顽症AIDS和肿瘤方面有较好的药物活性，因此倍受国内外学者的关注。香豆素化合物除具有独特生物活性外，还具有优异的光学特性。香豆素类化合物的母核苯并吡喃是没有荧光的无色物质，但取代后的香豆素衍生物，特别是7位上引入给电子基团，3或4位上引入吸电子基团后，形成推拉电子体系，便得到荧光物质，同时最大吸收波长和发射波长会发生红移。由于香豆素类化合物有较大的斯托克斯位移、生物相容性好、合成简单结构易于修饰和易于通过改变分子内存在的推拉体系容易调控光学性能等优点，因此，香豆素类衍生物被广泛的用做激光染料、荧光增白剂等，也是分子荧光探针设计中最常用的荧光团之一。但香豆素荧光染料的量子产率并不是特别高，吸收发射一般位于蓝紫色区域。