[发明专利]具有大斯托克斯位移的近红外荧光染料及合成方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类具有大斯托克斯位移的近红外荧光染料，及其合成方法与应用，属于特异性荧光检测技术领域。

背景技术

目前，荧光成像技术已经发展成为动态监控活细胞及活体中生物分子事件的最重要手段。新型荧光成像传感器的发展极大地促进了细胞生物学以及医学诊断成像等的进步。

近红外发射(E_m>650nm)的荧光染料，由于其具有对生物组织样品较低的光损伤、较深的组织穿透能力、较低的生物背景荧光干扰等优点，而被广泛用于生物成像领域。目前，有些荧光染料其荧光吸收峰和发射峰的位置比较接近，斯托克斯位移较小，如10-15nm左右，小的斯托克斯位移由于吸收光谱和发射光谱具有很大的交盖，使染料有部分发射光能被自身吸收，导致染料荧光强度降低，造成染料的自淬灭；而大的斯托克斯位移能够有效地减少荧光团发射光子的再吸收。具有大斯托克斯位移，同时具有近红外发射的有机荧光染料能够极大地提高荧光成像的精确度。因此，开发新型的近红外发射同时具有大斯托克斯位移的荧光染料是非常必要的。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一类具有大斯托克斯位移的近红外荧光染料，它们具有近红外最大发射波长(E_m>650nm)，并且拥有极大的斯托克斯位移(>180nm)。本发明的荧光染料可以应用于活细胞及斑马鱼活体染色。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一类具有大斯托克斯位移的近红外荧光染料，其结构式如下：

其中，R为H、Me或OMe。

上述具有大斯托克斯位移的近红外荧光染料的合成方法，合成路线如下：

步骤如下：

(1)中间体c的合成：

取原料a和b(吲哚碘盐a和缩合剂b：((E)-2-chloro-3-(hydroxymethylene)cyclohex-1-en ecarbaldehyde)参照现有技术进行制备，比如：文献：Tang,B.；Yu,F.；Li,P.；Tong,L.；Duan,X.；Xie,T.；Wang,X.J.Am Chem.Soc.2009,131,3016-3023.)，溶于甲苯-乙酸混合液，110℃反应2h；反应完毕后，60℃减压浓缩30min除去溶剂，过柱分离得黑红色固体，即为中间体c；

所述原料a和b加入的物质的量比为0.5:1-1.5:1；

所述原料b与甲苯-乙酸混合液的比为1mmol:20ml；

所述甲苯-乙酸混合液中，甲苯与乙酸的体积比为10:5-15:5；过柱分离所用的洗脱剂为二氯甲烷-甲醇混合液，二氯甲烷-甲醇混合液中，二氯甲烷与甲醇的体积比为25:1-75:1；所述“柱”，是指薄层色谱柱(色谱柱中的固定相为硅胶)；

2)荧光染料的合成：

将中间体c与苯乙酮类化合物，溶于氢氧化钾水溶液-甲醇混合液，60-100℃反应15-30h；反应完毕后30-60℃减压浓缩20-50min，除去溶剂，过柱分离，即得具有大斯托克斯位移的近红外荧光染料；

所述中间体c与苯乙酮类化合物的物质的量比为1:3-1:1；所述苯乙酮类化合物为苯乙酮、4-甲基苯乙酮或4-甲氧基苯乙酮；

所述中间体c与氢氧化钾水溶液-甲醇混合液的比为1mmol:20ml；

所述氢氧化钾水溶液-甲醇混合液中，氢氧化钾水溶液与甲醇混合液的体积比为2:15-7:15，氢氧化钾水溶液中，氢氧化钾的质量分数为15％；

过柱分离所用洗脱剂为二氯甲烷-甲醇混合液，混合液中，二氯甲烷与甲醇的体积比为50:1-200:1；所述“柱”，是指薄层色谱柱(色谱柱中的固定相为硅胶)。

本发明的具有大斯托克斯位移的近红外荧光染料，具有近红外最大发射波长(E_m>650nm)，并且拥有非比寻常的大斯托克斯位移(>180nm)。

本发明的具有大斯托克斯位移的近红外荧光染料，可以应用于活细胞及斑马鱼活体染色，用于荧光成像。具体应用时，可以将染料分子溶解在生理盐水、缓冲液或乙腈、二甲亚砜等水溶性有机溶剂中进行应用。