[发明专利]酰胺衍生物中性线粒体荧光标记物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一系列酰胺衍生物中性线粒体荧光标记物及其制备方法和应用，本发明首次公开中性染料与酰胺化合物相连后具有了优秀的线粒体靶向能力。此发明解决了现有中性结构荧光染料细胞器靶向能力不确定性和中性染料是细胞中脂滴的商业标记物的问题。本发明在改善荧光染料的光学性能的同时，通过对其结构创造性的修饰来调控原染料的细胞器靶向能力，而且与酰胺化合物连接后染料的生物学性能有了明显的改善。酰胺类化合物廉价易得，有利于控制新染料的成本，具有重大的科学意义和商业价值。

技术领域

本发明涉及荧光标记物技术，尤其涉及一种酰胺衍生物中性线粒体荧光标记物及其制备方法和应用。

背景技术

线粒体是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所。它除了作为有氧呼吸的主要场所，为细胞提供能量外，也参与细胞遗传物质传递和细胞分化等重要的生理活动，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。因此在科学研究中，对线粒体进行实时监控显得尤为重要。在各种技术手段中，荧光标记技术因其操作简便、制备成本低等优势脱颖而出。各种具有线粒体靶向功能的荧光探针和染料也随之孕育而生。

在过去的二十年中，科研工作者合成了各种各样的线粒体荧光探针，通过对线粒体中金属离子(参见：Sreenath,K.；Allen,J.R.；Davidson,M.W.；Zhu,L.ChemCommun(Camb)2011,47,11730.)、有机小分子(参见：Ji,A.；Fan,Y.；Ren,W.；Zhang,S.；Ai,H.W.ACSSens2018,3,992.)和大分子(参见：Yang,L.；Niu,J.-Y.；Sun,R.；Xu,Y.-J.；Ge,J.-F.SensActuators B2018,259,299.)的检测实现了对线粒体的成像。纵观已经被报道的线粒体靶向荧光探针和染料，不难发现他们的主体结构中绝大部分都包含三苯基膦盐、吡啶盐和吲哚盐。即便是最常用的商业用线粒体红色和绿色标记物亦是如此。这是因为线粒体内膜上存在质子泵使得的这些阳离子染料更容易穿透线粒体膜而在线粒体中聚集。但问题也随之而来，这些阳离子进入线粒体后会改变线粒体的膜电位，造成细胞微环境的变化并导致细胞凋亡，所以亟需中性结构具有线粒体靶向能力的荧光染料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种酰胺衍生物中性线粒体荧光标记物及其制备方法和应用，本发明提供了一种具有优秀线粒体靶向能力的酰胺衍生物，这类中性染料靶向线粒体并不依赖于线粒体内膜上的负电荷，解决了现有阳离子线粒体染料的缺陷。

本发明的第一个目的是公开一种酰胺衍生物中性线粒体荧光标记物，酰胺衍生物的中性线粒体荧光标记物为式(I)-(IV)之一所示：

其中，R¹、R²分别独立地选自氢或碳原子数为1～6的烷基；M、E¹、E²分别独立地选自碳原子数为1～6的烷基；n为1～3中任一整数。

本发明中的烷基表示碳原子为1～6的饱和支链或者直链单价烃基，比如甲基(Me)、正丁基(Bu)、乙基(Et)等。

进一步地，R¹、R²分别独立地选自氢或甲基；M为甲基；E¹和E²均为乙基；n为1或2。

上述式(I)-(IV)化合物均包括荧光染料及与其通过化学键相连的酰胺类化合物。本发明将具有脂滴靶向的香豆素硼脂衍生物和尼罗红硼脂衍生物与酰胺化合物相连后使其成功的具有了线粒体靶向能力。本发明在改善荧光染料的光学性能的同时，并通过对其结构的修饰来调控原染料的细胞器靶向能力。而且染料与酰胺化合物相连后其生物学性能得到了明显的改善。酰胺类化合物廉价易得，有利于控制新染料的成本，具有重大的科学意义和商业价值。

本发明的第二个目的是提供一种上述酰胺衍生物中性线粒体荧光标记物的制备方法，包括以下步骤：