[发明专利]一类用于脂滴标记的荧光染料及其合成方法和应用

说明书

本发明提供了一类用于脂滴标记的荧光染料及其合成方法和应用，该荧光染料基于苝酰亚胺，在供电基一端引入双氨基取代基设计合成，其结构式如(1)所示，相比商业脂滴染料，该系列染料光稳定性得到了大幅提高，且在不同溶剂中荧光发射波长达到了近红外区域(680‑730nm)，亮度高(Ф0.4)，半峰宽窄(60nm)，生物相容性好。该类荧光染料能够在低浓度对多种活细胞及产油酵母中脂滴进行快速准确地染色。此外，本发明的脂滴荧光染料在甘油三脂环境中荧光发射波长达到711nm，组织及活体穿透能力强，具有很强的生物应用性，能广泛应用于活体内脂类的检测与成像。

技术领域

本发明属于用于脂滴标记的荧光染料领域，具体涉及一类用于脂滴标记的荧光染料及其合成方法和应用。

背景技术

近些年脂滴被认为是一种在细菌到人类细胞中均存在的重要细胞器，由单层磷脂膜包裹着中性脂(TAG)或甾醇脂(SE)的疏水核，其中磷脂头部基团暴露于细胞质而酰基基团与TAG相互作用。然而在不同组织与细胞中，脂滴具有特异性，其数目、大小、分布不同，从100nm到100μm大小不一。同一细胞内随其生理环境条件变化其脂滴的数目与尺寸变化也很快。当脂滴作为中性脂储存场所之时，其一般作为较大尺寸结构存在；而当细胞需要脂滴转化和移动提供能量之时，其以数目较多小尺寸结构存在。脂滴还能够参与膜的运输、蛋白降解、组蛋白存储、病毒识别等生理活动。此外，脂滴的生长与堆积与代谢紊乱的疾病密切相关，例如：动脉硬化，脂肪肝，肥胖症等。所以，对细胞内以及活体内的脂滴的监测极其重要。

由于光学显微成像技术能够在生物样本原位检测且能够达到高的时空分辨率，其已经成为一种普遍用于生物识别与成像的重要手段。而随着激光共聚焦与高分辨技术的迅速发展，荧光成像的运用能够通过荧光信息的传达得到更精准、精细的微观信息。目前，应用于脂滴成像与检测的荧光染料已屡见不鲜，且其已被广泛应用于动物细胞、产油酵母和微藻内脂滴成像与含量的检测。

其中，最常见的染料为尼罗红与BODIPY515，二者合适的激发均在488nm，发射在500-580nm。然而生物样本中在500-600nm存在自发荧光，例如类胡萝卜素等，与其发射重叠。此外，由于散射能力与波长的4次方成反比，其不利于活体荧光成像。目前，激发与发射波长最长的商业脂滴荧光染料最大激发与发射为637nm/655nm。所以，近红外区域内(650nm)脂滴荧光染料的开发与应用显得极为迫切且有着开阔前景，对于活体内脂滴的堆积及相关疾病的研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是一类用于脂滴标记的荧光染料及其合成方法和应用。

本发明提供一类用于脂滴标记的近红外荧光染料，以苝酰亚胺为荧光基团，在其9,10-位引入两个氨基取代基使其在类中性脂环境(三辛酸丙三脂)中发射波长达到700nm以上。该荧光染料对多种细胞进行染色后能特定的标记细胞内脂滴，具有荧光发射波长长、染色浓度低、快速染色、生物相容性好等特点。

一类用于脂滴标记的荧光染料，该荧光染料具有如下结构：

其中：R₁为n＝0,1,2,3；

R₂为中的一种。

一类用于脂滴标记的近红外荧光染料，该染料能够在极低浓度(10nM)特异性标记细胞内脂滴。

一类用于脂滴标记的荧光染料的合成方法，其合成路线，如下：

具体合成步骤如下：

(1)中间体N-烷基-9,10-二溴-1,6,7,12-四氯苝酰亚胺的合成：