[发明专利]一类罗丹明荧光染料，其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类荧光探针化合物及其制备方法和用途，该化合物适用于精细化工领域中pH的检测。

背景技术

溶酶体是细胞内的一种非常重要的亚细胞器，其内包含能够分解废弃材料和细胞碎片的酸性水解酶，他们能够消化过量的或磨损的细胞器、食物粒子，并且能够吞没病毒或细菌，因此溶酶体被喻为细胞的胃部。

细胞内的pH是一个非常重要的生理参数。细胞内质子的浓度并不是均一分布的，如细胞质的pH大约在7.2左右，线粒体则更偏碱性一些，而溶酶体的pH为4.5-5.5。溶酶体内的酸度与细胞的很多生物功能密切相关，如水解酶的最佳活性，细胞自噬，细胞凋亡等。因此，检测溶酶体内的pH具有重要意义。

荧光探针具有非侵入性、易操作、能够实现可视化检测等特点，受到普遍的重视。目前许多溶酶体的定位染料都包含一条弱碱性链，可以使探针向酸性的溶酶体细胞器聚集。弱碱性的定位基团通常包含N,N-甲基或吗啉，而含氮的官能团往往容易对荧光团产生光诱导电子转移（PET）作用，使荧光团的荧光淬灭或降低，如Invitrogen公司设计的LysoSensor系列探针（LysoSensor^TM Yellow/Blue DND-160除外）在中性或碱性条件下荧光信号微弱，而在pH较小的溶酶体环境中，PET作用被抑制，荧光增强，从而实现对溶酶体内pH的检测。但是此类探针的缺点是背景荧光较强，导致非特异性定位。除此之外，含氮定位基团的PET作用也限制了探针在溶酶体中对于其他被检测物的测定，如H₂O₂（Dayoung Song,Jung Mi Lim,Somin Cho,Su-Jin Park,Jaeheung Cho,Dongmin Kang,Sue Goo Rhee,Youngmin You,and Wonwoo Nam,Chem.Commun.,2012,48,5449-5451）。因此开发一种不依赖于含氮的溶酶体定位基团具有重要意义。

罗丹明类荧光染料具有优异的光化学物理性质，例如高的摩尔小光系数、良好的光稳定性、高的荧光量子产率等优点。其特有的螺环“开-关”结构，对质子敏感，可用于对pH的检测，而且可以解决通常pH探针背景荧光较高的弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一类带有新型溶酶体定位基团的pH探针的合成及应用。

本发明首先公开一类罗丹明荧光染料，具有如下结构通式I：

通式I中：

R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地选自H、C_1-6烷基、C_1-6烷基任意取代的苯基、C_1-6烷基任意取代的萘基、卤素、OR₈、N(R₈)₂、氰基、(CH₂CH₂O)_nH、(CH₂)_mCOOM和(CH₂)_mSO₃M；

R₅、R₆和R₇各自独立地选自H、C_1-6烷基、C_1-6烷基任意取代的苯基、C_1-6烷基任意取代的萘基、卤素、羟基、巯基、氰基、硝基、杂环基、卤代烷基、烷基氨基、酰氨基、OR₈、N(R₈)₂、(CH₂CH₂O)_nH、(CH₂)_mCOOM和(CH₂)_mSO₃M；

R₈为H、C_1-6烷基、C_1-6烷基任意取代的苯基、C_1-6烷基任意取代的萘基、卤素、氰基、(CH₂CH₂O)_nH、(CH₂)_mCOOM或(CH₂)_mSO₃M；

n、m各自为0-6的整数；