[发明专利]一种近红外荧光染料及其合成方法和用于寄生虫荧光标记

说明书

技术领域

本发明属于寄生虫病防治的生物光学标记领域，具体来说，本发明涉及一种近红外有机荧光染料的合成及其应用于血吸虫成虫的荧光标记，本发明为血吸虫成虫荧光标记提供了一种新颖的方法，该近红外荧光染料对血吸虫成虫具有优良的荧光标记效果。

技术背景

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。血吸虫病流行于74个国家和地区，全世界目前约有6.52亿人口受威胁，有1.93亿感染者，有症状病例约1.2亿，其中2000万为严重病例，我国是血吸虫病的主要流行区。血吸虫病是一种典型的经水源传播的人兽共患寄生虫病，其生活史可分为卵、毛蚴、母胞蚴、子胞蚴、尾蚴、童虫和成虫等7个主要阶段。血吸虫尾蚴进入人体之后，发育为童虫阶段，再通过30天左右成长为成虫，成虫对人体造成极大的伤害，引发肝脾肿大、肝硬化等，晚期严重者可以致人死亡。目前已研制出了对吸虫成虫有良好杀灭效果的药物(例如吡喹酮)，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。同时该类药物灭杀成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。但是传统的研究方法(主要为对死亡虫体的检测)来研究药物对成虫的可能作用机理，并不能准确、直接地反映出药物在活体上的作用方式和位点，影响研究结果的准确性和可信度，因此需要寻求新的研究方法来探索其作用机制。目前，荧光成像是一项灵敏的、非侵入式、费用低廉的可视化检测技术，其分辨率可达百纳米，可实现从细胞到生物体的活体成像。荧光成像技术具有监测灵敏、成像迅速、可同时观测多分子事件等优点，因此在抗血吸虫药物作用机理研究方面具有广泛的应用前景。

荧光成像用于血吸虫研究方面，Andrea B.Kohn等采用4,5-diaminoXuorescein-2荧光探针检测血吸虫体内一氧化氮的含量，研究结果发现虫体一氧化氮的释放依赖于一氧化氮合酶(NOS)，表明一氧化氮酶在血吸虫的生理上起着重要的作用。SATO H.等应用荧光成像的方法观察曼氏血吸虫成虫的排泄系统。应用荧光探针试卤灵(resorufin)观察虫体排泄系统的作用模式，其研究结果将有助于了解曼氏血吸虫原肾系的生理功能。

上述使用传统有机荧光染料作为荧光探针对血吸虫成虫进行研究，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)大部分的荧光探针光稳定性差，导致不能长时间荧光观察。(3)大部分有机小分子荧光染料亲水性差，限制了其生物应用。同时，血吸虫成虫结构具有以下特征：(1)血吸虫成虫体壁由体被、基膜及体被下层构成，并通过胞质小管与体被相连，使体被下层被表层无核无细胞分隔的体被所覆盖。(2)血吸虫成虫寄生于哺乳动物血管中，体表与宿主血液直接接触，为了逃避宿主的免疫性攻击，体被覆盖了一种与宿主红细胞ab抗原相同的特异性糖类，成虫体表呈现较强的亲水性。(3)血吸虫成虫个体较大，对荧光的穿透性要求较高。鉴于目前荧光染料的不足和血吸虫成虫的生理结构特征之间的矛盾，所以开发出对血吸虫成虫具有良好荧光标记效果的荧光染料是一项挑战。

本发明结合近红外荧光染料的优势，如生物体极少在近红外光谱区有自发荧光，使得近红外荧光染料成像受背景荧光干扰很小；其次，因散射光强度与波长的四次方成反比，发射光位于长波区的近红外荧光染料受其干扰小，对生物组织穿透能力强且损伤小。因此，发明人综合考虑了荧光染料的激发和发射范围、水溶性、血吸虫生理特征等因数，借助近红外荧光染料作为荧光探针应用于血吸虫成虫的荧光标记，成功地解决了血吸虫成虫荧光成像过程中荧光染色效果差、背景荧光干扰大和荧光穿透性差的问题。

发明内容

本发明提供了一种近红外荧光染料，使其具有对血吸虫成虫进行荧光标记的性能，可作为血吸虫成虫荧光标记试剂。

本发明的近红外荧光染料具体的结构如下：

本发明化合物可按照如下合成路线制备：

制备本发明化合物的原料和所用试剂均为已知化合物，可以在市场上获得，或可用本领域已知的方法制备。