[发明专利]一种具有线粒体直接靶向效应的荧光探针及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有线粒体直接靶向效应的荧光探针及其合成方法和应用。所述的荧光探针具有如下式(I)所示结构，其合成方法为：取如下式(II)所示化合物和甘氨酸乙酯，溶于二甲基亚砜或N,N‑二甲基甲酰胺中，于加热条件下反应，所得反应物倒入冰水中，过滤，得到目标物粗品。申请人的实验表明该荧光探针对线粒体具有直接靶向效应但对细胞无明显抑制作用，具有较好的潜在价值，有望作为直接靶向线粒体的荧光探针。所述式(I)、式(II)所示结构如下：

技术领域

本发明涉及一种线粒体荧光探针，具体涉及一种具有线粒体直接靶向效应的荧光探针及其合成方法和应用。

背景技术

线粒体作为细胞内关键的细胞器，不仅具有为细胞供给能量、参与代谢等重要功能，而且参与细胞信号传导和细胞凋亡等重要的生物过程。大量研究表明，线粒体的数量、分布、结构、功能变化与神经退行性病变(如帕金森症、阿尔兹海默症)、代谢型疾病(如II型糖尿病、肥胖症)、癌症及心血管疾病等病症密切相关。线粒体被冠以“细胞信号传导细胞器”和“细胞死亡之马达”等称号，与之相关的“线粒体学”已经成为生命科学和医学等领域的研究热点。在药物作用机制研究中，药物通过与靶点相互作用来发挥药物作用，而线粒体通常是主要靶细胞器，因此合成开发一种可直接靶向线粒体的小分子荧光探针尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有线粒体直接靶向效应的荧光探针，以及它的合成方法和应用。

本发明所述的具有线粒体直接靶向效应的荧光探针具有如下式(I)所示结构：

上述式(I)所示化合物的合成方法为：取如下式(II)所示化合物和甘氨酸乙酯(C₄H₉NO₂)，溶于二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中，于加热条件下反应，所得反应物倒入冰水中，过滤，得到目标物粗品；

上述合成方法的合成路线如下：

上述合成方法中所涉及的式(II)所示化合物作为反应物参与反应，其化学名称为4-溴-N-(3,4-亚甲二氧基苯乙基)-1,8-萘二甲酰亚胺(4-Bromo-N-(3,4-methylenedioxy-phenethylamin)-1,8-naphthalimide)，在本申请中简称NA-1a。该化合物可参照公开号为CN104557887A的发明专利中公开的方法进行合成，也可自行设计合成路线进行合成。

本发明所述合成方法中，式(II)所示化合物和甘氨酸乙酯的物质的量之比通常为1：1～1：1.2，优选甘氨酸乙酯的摩尔量稍大于式(II)所示化合物的物质的量，便于反应充分进行。

本发明所述合成方法中，在反应之前还可以加入适量的三乙胺作为缚酸剂，以提高目标物的产率。通常情况下，三乙胺和甘氨酸乙酯的物质的量之比为1：1～3：1。

本发明所述合成方法中，反应优选是在80～150℃条件下进行，更优选是在100～135℃条件下进行。反应是否完全可以通过TLC跟踪检测。

上述合成方法制得的是式(I)化合物的粗品，可采用现有常规的纯化方法(如萃取、硅胶柱层析等)对其进行纯化以提高式(I)化合物的纯度。通常采用硅胶柱层析来进行纯化，具体是将制得的目标物粗品经硅胶柱层析，用由体积比为100：1～1：1的石油醚和乙酸乙酯组成的洗脱剂洗脱，洗脱液蒸除溶剂，得到纯化后的目标产物。所述组成洗脱剂的石油醚和乙酸乙酯的体积比优选为20：1～5：1。优选在进行硅胶柱层析之前先对粗产物进行萃取以减少硅胶的负担，具体可用如乙酸乙酯、二氯甲烷或氯仿等萃取剂进行萃取，收集有机相，除去溶剂后再进行硅胶柱层析。

本发明还包括上述荧光探针在细胞内线粒体的荧光显微成像中的应用。所述的细胞具体为非小细胞肺癌细胞株NCI-H460。