[发明专利]可见光与近红外荧光染料的合成与其应用

说明书

本发明公开了新型可见光与近红外荧光染料的合成与其应用，其制备方法是：制备中间体，与费歇尔吲哚醛反应，即得到前四种该荧光染料，继而，把后两种荧光染料作为中间体，使之甲基化，继续生成另两种荧光染料；本发明的荧光染料光稳定性强、水溶性好、背景干扰弱、高量子产率、灵敏度高、低毒甚至无毒；根据不同的修饰基团，其波长可根据需求得到改变；荧光探针分子波长可以高于700nm，穿透力强，对细胞伤害低，自发荧光干扰小，可实时、定量分析。

技术领域

本发明涉及一种生物或医用荧光染料及其应用。

背景技术

荧光染料被广泛用于标记、检测、定量样品中的组分，将荧光染料共轭于配体比如蛋白质、抗体、酶、核苷酸、核酸、以及其他生物学和非生物学分子来制备被染料标记的配体，被染料标记的配体是重要的可赋予特异性用于随后的生物化学反应的试剂，在生物化学反应中，荧光染料可提供一种用于检测和/或定量该反应的方法。现有常规的荧光染料为罗丹明类染料以及吲哚菁绿类染料，但是现有染料存在波长范围较窄、荧光量子效率偏低、光稳定性弱、水溶性差等问题。

发明内容

为了克服现有荧光染料各自的缺陷，现提供一种方案，即本发明公开了一种荧光染料及其应用；得到的荧光探针的发射波长高于700nm，甚至高于800nm，高于常规罗丹明探针（500至600 nm）、常规吲哚菁绿类探针（600至650 nm）。

本发明采用如下技术方案：

一种荧光染料，为如下化学结构式中的一种：

其中R₁、R₂、R₃独立的选自氢、烷基或者环烷基；R₄选自CH₃、(CH₂)_xCH₃、（CH₂）_xSO₃、或（CH₂）_xCO₂；R₅、R₆、R₇独立的选自氢、羧基（-COOH）或者磺酸基（-SO₃^-）；n为1～5；x为1～5。

本发明的荧光染料为内盐结构或者为阴离子配位结构，满足电荷平衡，阴离子Y可以为卤素离子，比如氯离子、溴离子、碘离子或者为磺酸根离子。

优选的，烷基或者环烷基中，碳原子数量小于6，比如乙基、丙基、异丙基等。

本发明公开了上述荧光染料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三羟基苯胺化合物、咪唑甲醛化合物、环己酮反应，制备中间体甲；

（2）将中间体甲、费歇尔吲哚醛反应，制备所述荧光染料；

或者

（3）将中间体甲、费歇尔吲哚醛反应制备中间体乙；然后将中间体乙甲基化，制备所述荧光染料。

本发明中，三羟基苯胺化合物的化学结构式如下：

咪唑甲醛化合物的化学结构式如下结构式中的一种：

中间体甲的化学结构式如下结构式中的一种：

中间体乙为步骤（2）的产物，也是本发明公开的荧光染料中的一种，具体为以下化学结构式中的一种：