[发明专利]一类长波长氟硼二吡咯荧光染料的合成及细胞呈像应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类长波长氟硼二吡咯荧光染料的合成及其细胞呈像的应用。

背景技术

氟硼二吡咯类荧光染料是近40多年才出现并发展起来的一种荧光染料。其基本的结构单元见下图。

由于其具有高摩尔消光系数、良好的光稳定性、特别是不易受环境和溶液 pH等因素影响的优点［(a) G. Ulrich, R. Ziessel and A. Harriman, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 1184; (b) A. Loudet, K. Burgess, Chem. Rev., 2007, 107, 489.］，在荧光分析测试领域已经受到人们越来越多的关注［(a) H. Lu, Z. L. Xue, J. Mack, Z. Shen, X. Z. You and N. Kobayashi, Chem. Commun., 2010, 46, 3565; (b) G.-L. Fu, H. Pan, Y.-H. Zhao and C.-H. Zhao, Org. Biomol. Chem., 2011, 9, 8141; (c) H. Liu, J. Mack, Q. Guo, H. Lu, N. Kobayashi and Z. Shen, Chem. Commun., 2011, 47, 12092; (d) N. Boens, V. Leen and W. Dehaen, Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 1130; (e) D. W. Domaille, L. Zeng, and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132,1194; (f) X. Cao, W. Lin, Q. Yu, and J. Wang, Org. Lett., 2011, 13, 6098; (g) H. Lu, L. Xiong, H. Liu, M. Yu, Z. Shen, F. Li and X. You, Org. Biomol. Chem., 2009, 7, 2554; (h) H. Lu, S. Zhang, H. Liu, Y. Wang, Z. Shen, C. Liu, and X. You, J. Phys. Chem. A, 2009, 113, 14081;］。在DNA杂交测试、免疫检测、基因重组检测和肿瘤细胞早期诊断等方面的广泛应用, 极大地促进了氟硼二吡咯荧光染料的发展。由于长波长的荧光团在受光激发时能够避开生物体内小分子化合物的荧光干扰，信噪比高，便于准确检测；激发光波长较长、能量较低, 可以降低了对细胞本身的照射损害，长波长更有利于深入细胞组织内部，因此长波长(λ_em≥600 nm) 的荧光染料, 更适合于活体细胞内跟踪生命过程的发生和变化, 其中的明星分子氟硼二吡咯成为近期研究的热点。此外，荧光染料还可参与光动力辅助治疗肿瘤，在医学上有重要意义［(a) S. O. McDonnell, M. J. Hall, L. T. Allen, A. Byrne, W. M. Gallagher, and D. F. O’Shea. J. Am. Chem. Soc. 2005,127, 16360; (b) A. Loudet, K. Burgess, Chem. Rev. 2007, 107, 4891; (c) G. Ulrich, R. Ziessel, A. Harriman, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2; (d) Y. Gabe, Y. Urano, K. Kikuchi, H. Kojima, T. Nagano, J. Am. Chem. Soc.2004, 126, 3357.］。合成长波长的氟硼二吡咯染料通常有以下几种途径： 1) 提高荧光团分子的刚性；2) 引入强的供电子基团或杂原子基团； 3) 引入双键等结构增大π-共轭体系等[A. Loudet, K. Burgess, Chem. Rev., 2007, 107, 489]。这些化学结构修饰方法都能使氟硼二吡咯染料发射波长红移至600 nm 以上，但是，目前合成此类染料仍缺乏便捷的合成方法，比如引入活性基团困难、反应步骤烦琐等，也没有在活细胞中荧光呈像的报道。