[发明专利]一种能够用两种荧光颜色清楚区分和同时成像细胞膜脂筏与非脂筏微区的探针及其应用

说明书

本发明公开了一种可以实时原位以两种荧光颜色清楚区分和同时成像细胞膜脂筏微区和非脂筏微区的单一荧光探针。该荧光探针是式(I)所述结构的化合物，其中R¹表示2‑乙氧乙基、氨基烷基、羟烷基或烷基；R²和R³表示烷基。本发明还公开了所述荧光探针在实时原位以红绿两种荧光颜色标记活细胞细胞膜上的脂筏和非脂筏微区中的应用。该探针能够以红色荧光标记脂筏微区，同时以绿色荧光标记非脂筏微区，从而实现了两个微区的同时成像。相对于目前最常用的同类探针laurdan，本专利公开的探针具有两种微区的光谱差异更大，实现了两种微区的清楚区分和同时成像；其次内在化问题得到了改善，在应用时操作更加简便，商业化应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种荧光探针，尤其涉及一种能够以两种荧光颜色清楚区分和同时成像细胞膜脂筏和非脂筏微区的单一荧光探针及其在标记活细胞细胞膜上的脂筏和非脂筏微区中的应用。

背景技术

细胞膜的亚微结构近年来引起了人们广泛的关注。鞘磷脂等含有饱和脂肪酸侧链的磷脂和胆固醇一起可以形成致密排列的脂筏微区，而含有不饱和侧链的磷脂可以形成疏松排布的非脂筏微区。研究表明，脂筏微区与蛋白质团簇形成，信号转导，细胞凋亡以及病毒侵入过程密切相关。另一方面，非脂筏微区，由于其疏松的排布结构，在保持胆固醇平衡和细胞融合过程中起着重要的作用。两种微区含量的失衡会直接导致诸多疾病，例如非脂筏微区的增多会增加动脉硬化等疾病的风险。因此，实时原位的观测两种微区在生理学和病理学研究中具有重要的价值。

荧光成像方法是对生物体系靶标进行原位观测的最优方法。搭配以合适的荧光探针，荧光成像方法可以完成对活细胞内靶标的实时原位观测，且操作简便。然而，目前能够同时双色成像细胞膜中脂筏和非脂筏微区的荧光探针紧缺，且目前的探针具有明显缺点。Laurdan及其衍生物是目前最常用来研究脂筏和非脂筏微区的荧光探针。它能够染色低极性的脂筏微区并呈现蓝色荧光(440nm)，同时染色高极性的非脂筏微区并呈现绿色荧光(490nm)。然而laurdan具有明显的缺点：首先两种荧光波长差异较小，仅为50nm，这使其很难在细胞膜上清晰的区分两种微区；其次是它会很快内在化进入细胞，这也严重限制了它在成像研究中的应用。因此，开发能够以较大荧光波长差异区分两种微区，能够清楚区分和同时成像的细胞膜上脂筏和非脂筏微区的荧光探针需求迫切且势在必行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种可以实时原位以两种荧光颜色清楚区分和同时成像细胞膜脂筏微区和非脂筏微区的单一荧光探针及其在标记活细胞细胞膜上的脂筏和非脂筏微区中的应用。

本发明所述可以实时原位以两种荧光颜色清楚区分和同时成像细胞膜脂筏微区和非脂筏微区的单一荧光探针，其特征在于：所述荧光探针是式(I)所述结构的化合物：

其中，上述R¹表示2-乙氧乙基、氨烷基、羟烷基或烷基；R²或R³表示烷基。

上述用于双色成像细胞膜脂筏和非脂筏的荧光探针中：所述R¹优选表示2-乙氧乙基、氨烷基、羟烷基或C_1-12烷基。所述R²和R³表示C_10-20烷基。

上述用于双色成像细胞膜脂筏和非脂筏的荧光探针中：所述R¹最优选2-乙氧乙基，R²和R³最优选C₁₂烷基，最优选的荧光探针是2,7-二(N-(1’-十二烷基)吡啶碘盐乙烯基)-N-乙氧乙基-咔唑(2,7-9E-BHVC12)。

上述荧光探针即式(I)所述结构化合物的制备方法概述如下：