[发明专利]一种识别线粒体并具有双光子性质的荧光探针及应用

说明书

本发明公开了一种在细胞内识别线粒体的双光子荧光探针FVPI，其化学结构式如式（I）所示。本发明还公开了所述荧光探针在检测过程中与商业线粒体染料相重合的性质。实验证明：本发明的荧光探针具有双光子成像性质且能够识别线粒体，该探针在活细胞靶标分子的标记领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种识别线粒体并具有双光子性质的新型荧光探针及其应用，尤其涉及一种专一识别线粒体的芴-吡啶盐类化合物荧光探针及其应用；属于有机小分子荧光探针领域。

背景技术

线粒体由线粒体膜，线粒体膜间隙，线粒体内膜和线粒体基质这几个部分组成。线粒体参与各种细胞信号转导过程，并且是细胞能量的提供者。除了通过氧化磷酸化作用来产生能量外，线粒体在其他类型的新陈代谢中也起到至关重要的作用，包括血红素和铁硫合成，氨基酸和氮代谢，调节细胞中钩离子动态平衡等。此外，线粒体是细胞耗氧的主要区域及活性氧物种的主要来源。而活性氧物种与退行性疾病如阿尔兹海默症，帕金森症，缺血性和出血性中风神经元死亡，极性和慢性的退行性也脏细胞死亡及癌症有关。因此，为了解线粒体的生理学，监测细胞，组织和器官中线粒体化学物种是必要的。

近年来，荧光探针由于其高灵敏度，高选择性，实时检测及易操作性，被认为是用来检测生物制剂最强大的工具。双光子显微成像，通过在近红外波段内激发（约700-1100 nm）两个光子，提供了克服用短波长激发（约350-550 nm），光漂白，光损伤，及细胞自荧光的缺点。双光子探针具有能够在更低的探针浓度下检测，抑制对样品的光毒性损伤，减少自体荧光的干扰，同时能够更高分辨率进行活细胞成像的优点。因此，开发一个特定的，灵敏的，反应快的，可发出强烈的双光子激发荧光具有线粒体靶向的双光子荧光探针，是很有必要的。

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能识别线粒体的具有双光子性质的芴-吡啶盐类化合物荧光探针及其应用。

一种识别线粒体并具有双光子性质的荧光探针，所述荧光探针命名为FVPI，其化学结构式如式（I）所示：

（I）。

上述化合物的制备方法是：将2-溴芴与4-乙烯基吡啶在甲醇做溶剂条件下加热回流生成化合物3，然后将化合物3与碘乙烷以甲醇为溶剂加热回流得产物FVPI其NMR图谱见图1-2。

上述化合物的制备反应式如下：

上述荧光探针在检测线粒体变化的应用。

上述的应用中：所述荧光探针具有双光子成像的性质，分别在405nm及780nm处成像。

上述荧光探针与商用线粒体探针MTR、MTG相比，具有双光子成像的性质。同时在细胞中对其做了共定位实验。实现该探针对线粒体的识别作用。

实验证实：在细胞内进行成像时，当激发波长为405nm时，探针在细胞内有强烈的荧光；采用激发波长为780nm时，探针在细胞内仍有强烈的荧光探针（图6），说明探针具有能进行双光子成像的性质。因此探针大大降低了探针对人体的危害性，同时也消除了自身的干扰性且分辨率更高。另外通过共定位实验（图5）证实，通过与商用线粒体探针进行拟合，该探针能明显地定位于线粒体中，从而实现了线粒体内的检测。

本发明的有益效果

1、双光子成像

细胞内进行成像时，当激发波长为405nm、780nm时，探针在细胞内有强烈的荧光，即可实现双光子成像，大大降低了探针对人体的危害性，同时也消除了自身的干扰性且分辨率更高。

2、合成简单，检测性好