[发明专利]基于四苯乙烯的亚细胞器粘度探针及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了基于四苯乙烯的亚细胞器粘度探针及其制备方法与应用，所述亚细胞器粘度探针包括线粒体粘度探针和溶酶体粘度探针，其制备方法主要包括(1)化合物TPE‑Br的合成、(2)化合物TPE‑CHO的合成、(3)线粒体粘度探针的合成、(4)溶酶体粘度探针的合成；所合成的粘度探针可用于检测亚细胞器的粘度。本发明所述的基于四苯乙烯的亚细胞器粘度探针的制备方法简单，所合成的粘度探针具有良好的水溶性，在工作浓度范围内对所研究的细胞的状态没有影响，粘度探针自身荧光背景弱，提高了亚细胞器粘度监测的成像对比度，并且粘度探针对黏度的反应敏感，具有极强的抗干扰性，对亚细胞器具有良好的靶向特异性。

技术领域

本发明属于有机生物技术领域，尤其是涉及基于四苯乙烯的亚细胞器粘度探针及其制备方法与应用。

背景技术

细胞内黏度基本上控制着所有扩散介导的过程，包括物质运输、信号转导、生物分子相互作用、代谢物的扩散和电子传输。线粒体和溶酶体是真核细胞中两种重要的细胞器，其特征是具有特异性的黏度，进而在ATP生成和生物分子降解等功能中发挥重要作用。不正常的黏度可以反映功能失调的状态，并与多种疾病密切相关。人们认识到异常的线粒体黏度与神经退行性疾病、糖尿病和细胞恶性肿瘤有关，而异常的溶酶体黏度则是溶酶体存在疾病、炎症甚至癌症的标志。因此，细胞内黏度是不同疾病的潜在生物标志物。由于细胞内黏性的异质性，在细胞凋亡和自噬等不同的生物过程中，必须开发出用于监测粘度或其动力学的器官特异性探针。

分子转子在低粘度介质中是无发射波的，在粘性介质中具有强荧光，为检测细胞内黏度提供了一种有用的方法。大多数探针在细胞中都有非特异性的定位，不适合用于检测特定器官器的微粘度。最近的研究成功地证明了分子转子在线粒体或溶酶体中追踪微粘度的方法。然而，这些探针依赖于扭曲的分子内电荷转移(TICT)激发态或pH响应的有机分子靶向性，这容易受到局部极性变化或微环境pH变化的干扰。聚合诱导发光(AIE)为粘度检测提供了一个可以选择的研究方法。AIE机制是由于在聚集态或粘性微环境中对分子内运动的限制而增强荧光。此外，AIE光源通常具有极佳的光稳定性和大的斯托克斯位移。这些特性使AIE发光材料成为生物传感和生物医学成像领域广泛应用的重要工具。现有探针的水溶性不足，并且由于它们的高荧光背景而导致粘度监测的成像对比度降低，此外，在细胞培养基中补充有机溶剂可能会轻微改变正在研究的细胞状态。因此，在特定的细胞器中，为了更好的水溶性，设计出更好的水溶性的新型荧光探针显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出基于四苯乙烯的亚细胞器粘度探针及其制备方法与应用，以解决探针水溶性不足以及粘度监测的成像对比度较低等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

基于四苯乙烯的亚细胞器粘度探针，所述亚细胞器粘度探针包括线粒体粘度探针和溶酶体粘度探针，其中线粒体粘度探针的结构式如下：

其中溶酶体粘度探针的结构式如下：

进一步的，所述制备方法包括如下步骤：

(1)化合物TPE-Br的合成

将4～7g(4-溴苯基)(4-甲氧基苯基)甲酮溶解于10mL四氢呋喃中，加入1.5～4.5g锌粉，反应瓶置于-40℃条件下，将1～4mL四氯化钛滴加到反应瓶中，室温条件下反应1～2h，再回流12h，然后用乙酸乙酯萃取，萃取后的有机相用浓盐水洗两次，无水硫酸钠干燥、过滤，减压蒸馏，粗产品经柱层析分离得到TPE-Br；

(2)化合物TPE-CHO的合成