[发明专利]一种频率上转换氧杂蒽荧光染料及其制备方法和在生物荧光标记中的应用

说明书

本发明提供了一种频率上转换氧杂蒽荧光染料及其制备方法和在生物荧光标记中的应用，属于生物光学标记技术领域。本发明提供的频率上转换氧杂蒽荧光染料以氧杂蒽为母体，且氧杂蒽结构连接吲哚的氮杂环上，具有频率上转换发光性能，不仅可以实现近红外发射，还实现了反斯托克斯位移长波长(730nm)激发下的短波长发光能力，能够在短时间内进入细胞实现荧光染色，并能够实现血吸虫荧光标记成像。同时本发明提供的频率上转换氧杂蒽荧光染料的上转换发光的激发条件温和，可以降低激发光引起的热效应或光损伤，从而避免了传统有机荧光染料存在的短波长和高功率激发的问题。

技术领域

本发明涉及生物光学标记技术领域，尤其涉及一种频率上转换氧杂蒽荧光染料及其制备方法和在生物荧光标记中的应用。

背景技术

血吸虫病是一种盛行于热带和亚热带地区、对人民身体健康有严重危害并影响社会经济发展的传染病，被世界卫生组织(WHO)列为极易复现的再现传染病。血吸虫成虫会对人体造成极大的伤害，引发肝脾肿大、肝硬化以及不可逆的肝纤维化病等，晚期严重者可以致人死亡。吡喹酮为杀死血吸虫成虫的首选药物，但由于抗血吸虫药物的长期广泛大量使用，血吸虫已经对其产生耐药性。同时该类药物灭杀血吸虫的实际作用机理尚不明确，所以还需要对抗血吸虫药物进行深入的研究。荧光成像能够直观、原位的可视化监控活细胞与活体中生物分子及生物过程，具有高的灵敏度和选择性，因此广泛用于药物作用机理的研究。但是，采用传统的有机荧光染料进行血吸虫成像时，存在以下的缺点：(1)短波长激发与发射存在生物自发背景荧光干扰；(2)大部分有机小分子荧光染料亲水性差，限制了其生物应用；(3)组织穿透能力低，且组织损伤大，不利于荧光成像。

频率上转换发光是一种单光子热带吸收机制，其所需激发能量小，吸收截面大，其激发条件温和的特点使其在生物荧光检测和荧光成像方面具有应用潜力。目前已报道的具有频率上转换发光性能的荧光团种类主要有氧杂蒽类、BODPIY类以及花菁类。但并不是所有具有上述种类荧光团的染料都具有良好的频率上转换发光性能。因此，荧光团种类的选择和分子结构的设计也就成为难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种频率上转换氧杂蒽荧光染料及其制备方法和在生物荧光标记中的应用，本发明提供的氧杂蒽荧光染料具有频率上转换发光性能，且上转换发光的激发条件温和，可以降低激发光引起的热效应或光损伤，在成像时具有生物组织背景干扰小和对生物组织的损伤较小的特点，从而避免了传统有机荧光染料存在的短波长和高功率激发的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种频率上转换氧杂蒽荧光染料，具有式1、式2或式3所示结构：

本发明提供了上述技术方案所述频率上转换氧杂蒽荧光染料的制备方法，包括以下步骤：

将化合物A与化合物B进行加成消除反应，得到具有式1、式2或式3所示结构的频率上转换氧杂蒽荧光染料；

所述化合物A具有式A所示结构，所述化合物B具有式B所示结构：

所述式B中R为

优选地，所述化合物A与化合物B的摩尔比为(1～1.2)：1。

优选地，所述加成消除反应在保护气氛以及缚酸剂和有机溶剂存在条件下进行。

优选地，所述缚酸剂包括醋酸钾或三乙胺，所述有机溶剂包括醋酸酐或醋酸。

优选地，所述加成消除反应的温度为75～90℃，时间为2～5h。

本发明提供了上述技术方案所述频率上转换氧杂蒽荧光染料在生物荧光标记中的应用。

优选地，所述频率上转换氧杂蒽荧光染料适用的生物荧光标记对象包括细胞或血吸虫。