[发明专利]一种基于半花菁染料的缺氧荧光探针的制备和应用

说明书

本发明涉及了一种基于半花菁染料的缺氧荧光探针的制备和应用，该荧光探针的结构式为：本发明提供了以半花菁荧光染料、亚硝酸钠、苯酚等为原料合成该荧光探针的制备方法；该荧光探针是一种具有近红外发射、高选择性的缺氧荧光探针；由于Na₂S₂O₄已被证实可以用来模拟生物样品中的缺氧还原环境，所以我们选择Na₂S₂O₄来代替体外的缺氧环境。首先，该荧光探针对Na₂S₂O₄表现出较高的信噪比，探针与Na₂S₂O₄反应之后荧光显著增强；其次，该荧光探针对Na₂S₂O₄表现出很好的选择性，不受其他离子以及还原性物质的干扰；此外，该荧光探针已成功应用于细胞成像研究，可以检测细胞内的缺氧状况。

技术领域

本发明属于荧光探针技术领域，具体涉及一种基于半花菁染料的缺氧荧光探针的制备和应用。

背景技术

缺氧是恶性肿瘤发生、发展过程中普遍存在的现象，其产生主要与肿瘤无限制生长、氧耗增加及肿瘤组织血管发育不良等有关，也是临床多种疾病共有的病理过程(A.L.Harris,Nat.Rev.Cancer.,2002,2,38-47)。缺氧环境下的肿瘤细胞易发生转移，并且能增加对放疗、化疗的抗拒性，从而降低了治疗效果(L.J.Walker,R.B.Craig,A.L.Harris,I.D.Hickson,Nucl Acids Res,1994,22,4884-4889；R.E.Durand,Int J Radiat OncolBiol Phys,1991,20,253-258；R.E.Durand,In Vivo,1994,8,691-702)。因此，设计有效的方法去准确监控缺氧的发生和发展规律就显得非常重要。

近年来，荧光探针因其在活体样品中的高灵敏度、实时检测和高时空分辨率成像等突出优点而备受关注(H.Kobayashi,M.Ogawa,R.Alford,P.L.Choyke,Y.Urano,Chem.Rev,2010,110,2620-2640.)。到目前为止，已经开发了一些检测缺氧的荧光探针，用于实时监测细胞或者活体内的缺氧状况(L.J.O’Connor,I.N.Mistry,S.L.Collins,L.K.Folkes,G.Brown,S.J.Conway,E.M.Hammond,ACS Cent.Sci.,2017,3,20-30；J.Zhang,H.W.Liu,X.X.Hu,J.Li,L.H.Liang,X.B.Zhang,et al,Anal Chem.,2015,87,11832-11839；K.K.Kiyose,K.Hanaoka,D.Oushiki,T.Nakamura,M.Kajimura,M.Suematsu,et al,J AmChem Soc.,2010,132,15846-15848；W.Piao,S.Tsuda,Y.Tanaka,S.Maeda,F.Liu,S.Takahashi,et al,Angew Chem Int Ed,2013,52,13028-13032)。但是，这些缺氧荧光探针存在着不足之处：(1)荧光探针的发射波长短，容易受到自身背景荧光的干扰，不利于深层组织成像检测。(2)探针的识别基团为醌基或硝基，由于光致电子转移机制(PET)的存在，容易受到pH或极性等条件的影响。因此设计一种长波长发射，对缺氧具有高敏感性的荧光探针是至关重要的。