[发明专利]一种高亮度、高稳定性线粒体荧光染料

说明书

本发明提供了一种高亮度、高稳定性线粒体荧光染料。该染料为以萘酰亚胺为染料母体，以三苯基膦为定位基团设计合成的一种能够对活细胞线粒体快速、准确标记的荧光染料。通过在供电子一端引入氮杂环丁烷，一定程度上抑制了染料的TICT，使其亮度和稳定性大幅度提高，水中吸光度可达16000M^‑1cm^‑1，量子产率为0.27，稳定性明显增加，适用于线粒体的超分辨显微成像，在生物成像领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于荧光染料和成像领域，具体涉及一种高亮度、高稳定性线粒体荧光染料。

背景技术

线粒体被认为是细胞内最重要的细胞器之一，监测其形态及与多种细胞器的相互作用，对深刻理解复杂的细胞生命活动非常必要。光学显微镜因其原位无损的检测特点，在这类生命科学领域的研究中备受青睐。尤其是近些年来发展起来的超分辨显微成像技术，其高于20nm的分辨率为细胞器水平的研究带来了新机遇。而超分辨显微成像技术所使用的高功率激光器，对细胞器定位荧光染料的亮度和稳定性提出了更高要求。

目前广泛使用的绿色商业线粒体染料为基于花菁染料的MitoTracker Green，花菁染料易被生物体内的单线态氧氧化而淬灭，光稳定性差、量子产率低，极大地限制了超分辨显微成像技术在线粒体相关研究领域应用。因此，开发一种高亮度、高稳定性荧光染料对于活细胞线粒体超分辨荧光成像显得尤为迫切。

发明内容

本发明提供了一种高亮度、高稳定性线粒体荧光染料，，该染料克服了商业线粒体荧光染料亮度、光稳定性差的缺点。具体结构以1,8-萘酰亚胺为荧光团，以三苯基膦为靶向基团，借助线粒体自身显负性的膜电位即可实现对线粒体的定位，从而实现对线粒体超分辨显微像。

本发明一种高亮度、高稳定性线粒体荧光染料，其结构式如下所示：

一种高亮度、高稳定性线粒体荧光染料的合成方法，合成步骤如下：

合成路线：

具体合成方法如下：

(1)中间体N-(6-羟基己基)-4-溴-1,8-萘酐的合成

将4-溴-1,8-萘酐和6-氨基-1-己醇混合于乙醇中，加热至60-90℃，搅拌24-48h。反应结束后减压除去溶剂，硅胶色谱柱分离得到N-(6-羟基己基)-4-溴-1,8-萘酐。

(2)中间体N-(6-溴己基)-4-溴-1,8-萘酐的合成

将N-(6-羟基己基)-4-溴-1,8-萘酐溶于乙酸乙酯中，向其中滴加0.5-1.5g三溴化磷，缓慢升温至50-70℃搅拌6-8h，反应结束后减压除去溶剂，硅胶色谱柱分离得到N-(6-溴己基)-4-溴-1,8-萘酐。

(3)中间体N-(6-三苯基膦己基)-4-溴-1,8-萘酐的合成

将N-(6-溴己基)-4-溴-1,8-萘酐和三苯基膦混合于乙腈中，密封管中升温至120-140℃搅拌8-16h，反应结束后减压除去溶剂，硅胶色谱柱分离得到N-(6-三苯基膦己基)-4-溴-1,8-萘酐。

(4)化合物Mito-Aze的合成

将N-(6-三苯基膦己基)-4-溴-1,8-萘酐溶于乙二醇甲醚中，向其中滴加氮杂环丁烷，升温至120-140℃搅拌8-16h，反应结束后减压除去溶剂，硅胶色谱柱分离得到化合物Mito-Aze。

步骤(1)中：4-溴-1,8-萘酐与6-氨基-1-己醇的质量比为1:0.3-5，4-溴-1,8-萘酐的质量与乙醇的体积比为1:3-20g/mL。