[发明专利]一种荧光染料及其制备方法和用途

说明书

一种荧光染料及其制备方法和用途，所述荧光染料具有长波长发射的能力，对粘度响应敏感并且特异，可用于粘度测试，还可以作为荧光激活点亮型探针，用于蛋白、酶或核酸的荧光标记、定量或检测。

技术领域

本发明涉及荧光染料技术领域，具体涉及一种长波长发射的粘度响应性荧光染料及其制备方法和用途。

背景技术

荧光方法是最近发展起来测试微观粘度的一种重要手段。和其它方法相比，荧光检测具有灵敏、原位、即时、可视等独特优势。该方法有效利用了某些染料探针的荧光强度对周边介质粘度敏感的特点，通过荧光强度的变化，实施对介质的粘度的有效监测。当前，这类粘度响应性荧光探针，往往也被称作分子转子，它们在光激发后分子发生扭曲形成TICT分子内电荷转移态，激发态能量主要以非辐射的形式散发，然而，当粘度响应性染料处于粘度较大或较刚性的微环境时，此类粘度响应性染料分子扭曲变得困难，分子构象被限制，此时染料激发态能量主要以辐射发光的形式，即以荧光的形式表现出来。因此分子转子的荧光强度也就直接体现了周边介质的粘度大小。

重要的是，粘度响应性荧光探针除应用于粘度检测之外，基于限制分子构象激活荧光的特点，分子转子还被广泛应用于荧光激活点亮型探针(fluorogenic probe)的设计。例如，具有噻唑橙结构的分子转子是典型的染核试剂，该染料进入细胞核与DNA结合后，分子构象被限制(等同于粘度急剧增加)，荧光被点亮，而染料在细胞其它部分没任何荧光，达到了免洗、低背景的染核效果。再如，与抗体蛋白结合可以实现细胞表面蛋白的无背景标记(S.G.Christopher.et.al.Nat.Biotechnol.2008，26，235—240.)；与适配体结合可以实现DNA的标记点亮(J.S.Paige et.al.Science.2011，333，642—646.)；还如与淀粉样蛋白结合点亮分子转子荧光可以实现艾滋海默病的研究；另外通过配体或抑制剂与蛋白标签或酶的结合，并将分子转子导入到酶的内腔，可以实现蛋白的特异性荧光激活标记或酶的识别、检测与定量。

然而，具有灵敏且响应特异的长波长发射比如黄色或红色甚至近红外谱系的粘度响应的分子转子染料非常空缺。虽然噻唑橙及其类似物已经应用非常广泛，但是该类染料具有显性阳离子结构，易与DNA等负电荷生物大分子结合，会造成粘度增高的假阳性，或者是影像应用中的高背景。另外，有少量报导的长波长粘度响应性荧光探针，大多存在非特异的响应，特别是极性响应的特点。

发明内容

本发明提供一种全新结构的荧光染料，所述荧光染料具有长波长发射能力。

本发明的第一个方面是提供一种荧光染料，其结构如式(I)所示，

其中：

D-为X₀O-或N(X₁)(X₂)-，X₀、X₁、X₂各自独立地选自氢、烷基和改性烷基，X₁，X₂任选相互连接为饱和或不饱和的脂杂环；

B环为选自芳香环或芳香杂环中的至少一种；

B环与噻吩环稠合所形成的下式(I-2)结构中，所含的各氢原子任选独立地被选自卤原子、硝基、亲水性基团、烷基和改性烷基的取代基取代，所述取代基任选地相互连接构成饱和或不饱和的脂环或脂杂环；

任选地，所述式(I-2)结构与X₁、X₂相互连接形成脂杂环；

R₁选自氢、卤原子、硝基、烷基、芳基、杂芳基、亲水性基团或改性烷基；

R₂选自氰基、羧基、酮基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基或改性烷基；