[发明专利]罗丹明X衍生物在细胞线粒体电势和溶酶体酸度比率检测中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及罗丹明X衍生物的用途，尤其是涉及罗丹明X衍生物在细胞线粒体电势和溶酶体酸度比率检测中的应用。

背景技术

细胞的正常生长和功能的实现需要多个细胞器的共同协作。线粒体是细胞中进行有氧呼吸的场所，其跨膜电势对于细胞能量代谢至关重要，线粒体还是细胞中感知刺激的重要细胞器，细胞的凋亡，坏死以及自噬过程都涉及线粒体膜电势的变化；溶酶体是细胞中负责消化的细胞器，溶酶体的酸度对细胞分解代谢和稳态的维持有重要意义，细胞的异常(如癌变和溶酶体贮积病等)时常伴随着溶酶体酸度的异常。鉴于线粒体膜电势和溶酶体酸度在调节细胞代谢中的重要作用，在细胞中评估线粒体膜电势和溶酶体酸度的平衡非常必要^[1-8]。

参考文献：

[1]J.R.Friedman,J.Nunnari,Nature 2014,505,335-343.

[2]M.Kulawiec,K.M.Owens,K.K.Singh,Cancer biology&therapy 2009,8,1378-1385.

[3]S.Vyas,E.Zaganjor,M.C.Haigis,Cell 2016,166,555-566.

[4]D.R.Green,J.C.Reed,Science 1998,281,1309-1312.

[5]G.Kroemer,M.Jaattela,Nat Rev Cancer 2005,5,886-897.

[6]C.Y.Lim,R.Zoncu,The Journal of cell biology 2016,214,653-664.

[7]R.Scatena,Advances in experimental medicine and biology 2012,942,287-308.

[8]C.Settembre,C.Di Malta,V.A.Polito,M.Garcia Arencibia,F.Vetrini,S.Erdin,S.U.Erdin,T.Huynh,D.Medina,P.Colella,M.Sardiello,D.C.Rubinsztein,A.Ballabio,Science 2011,332,1429-1433.

发明内容

为了解决传统细胞器染料只能单独检测线粒体膜电势或溶酶体酸度，无法同时检测两个细胞器参数的问题，本发明的目的在于提供罗丹明X衍生物在细胞线粒体电势和溶酶体酸度比率检测中的应用。

所述罗丹明X衍生物的化学结构式如下：

所述罗丹明X衍生物在细胞线粒体电势和溶酶体酸度比率检测中的应用

所述细胞为活细胞。

所述细胞线粒体电势和溶酶体酸度比率检测的方法为：共聚焦荧光显微镜法和流式细胞仪法。

本发明的原理如下：

所述罗丹明X衍生物是一种通过分子内5员酰胺螺环连接二乙烯三胺，再与3-羧基-7-二氨乙基香豆素进行酰胺化反应，最后进行甲基化反应的罗丹明X衍生物。该化合物能同时发出两个波段的荧光，罗丹明X的红色荧光随pH值的降低而剧烈增强，香豆素的蓝色荧光随pH值的升高而增强，该化合物在细胞的溶酶体和线粒体内均有分布，其在溶酶体中主要产生红色荧光，溶酶体酸度越高，红色荧光越强，在线粒体中主要产生蓝色荧光，线粒体膜电势越高，蓝色荧光越强，能达到同时检测线粒体电势和溶酶体酸度的作用。

有鉴于此，本发明提供一种应用具有分子内螺环的罗丹明X衍生物来检测细胞线粒体电势和溶酶体酸度的平衡。

本发明的有益效果如下：

1)所述罗丹明X衍生物能够快速、准确地定位在线粒体和溶酶体中；

2)所述罗丹明X衍生物在溶酶体中主要发射红色荧光，在线粒体中主要发射蓝色荧光；

3)同浓度的罗丹明X衍生物孵育细胞同样时间，溶酶体酸度越高，红色荧光越强，线粒体膜电势越高，蓝色荧光越强；

4)所述罗丹明X衍生物在细胞中线粒体和溶酶体的分布和比率可用共聚焦荧光显微镜和流式细胞仪来检测。

附图说明

图1为本发明实施例的罗丹明X衍生物在细胞中与线粒体特异的蛋白共定位的荧光共聚焦显微图。

图2为本发明实施例的罗丹明X衍生物在细胞中与溶酶体特异的蛋白共定位的荧光共聚焦显微图。

图3为本发明实施例的罗丹明X衍生物在细胞受刺激情况下，蓝色荧光和红色荧光的强度变化的共聚焦荧光显微图。