[发明专利]一种基于罗丹明B的衍生物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于罗丹明B的衍生物的其制备方法和应用。该衍生物的制备方法：在氮气保护下，将D‑鞘氨醇的二氯甲烷溶液加入罗丹明B的N‑对甲苯磺酸乙酯衍生物的乙腈溶液中，在干燥的碳酸钾存在下，加热回流反应制得粗品；将产物粗品浓缩后，经硅胶柱分离得到纯品。pH滴定实验表明，在DMSO/BR(1/99，v/v)体系中，该衍生物在中性条件下不发荧光，随着pH由7.4降低到2.0，600nm处的荧光强度逐渐增强。pK_a值为4.32，pH响应范围2.0‑7.4，有利于高尔基体弱酸性环境的检测。此外，该探针兼具良好的选择性，水溶性以及低毒性。细胞内共定位实验及高尔基体pH调节实验证明，该衍生物能够特异性的靶向标记高尔基体，并能够高灵敏检测高尔基体pH变化。

技术领域

本发明涉及罗丹明衍生物，具体属于一种基于罗丹明B的衍生物及其制备方法，以及该衍生物在制备检测细胞中高尔基体pH变化的靶向型荧光探针中的应用。

背景技术

细胞内pH值对于维持细胞的正常生理功能发挥着关键作用，包括：细胞的生长与凋亡、细胞循环调控以及细胞内信号转导等。除了细胞质的近中性范围(pH 7.2左右)以外，细胞内不同细胞器的pH范围从碱性到弱酸性不等，例如：线粒体基质内pH值为碱性(pH8.0)；溶酶体，内涵体和自噬体的pH呈弱酸性，位于4.0-6.0之间；而高尔基体内pH范围位于pH6.0～6.7之间。高尔基体是细胞内一类重要的细胞器，主要由扁平囊，大囊泡，小囊泡三个基本单元构成。其主要功能是将内质网输送出来的蛋白进行修饰、包装、分类，随后分类送到细胞的各个特定部位或者分泌到细胞外。pH异常往往伴随着高尔基体功能紊乱，与许多人类疾病如癌症、神经元、肾脏、肝脏和眼部疾病密切相关。此外，一种先天性皮肤病--常染色体隐性遗传皮肤松弛症II型也与高尔基体pH失调有关。因此，准确监测高尔基体pH及动态变化具有非常重要的意义。

众所周知，荧光分子探针结合激光共聚焦显微镜成像技术，具有非破坏性、高灵敏性、操作简便、以及高信噪比等特性，已经成为分子水平上实时原位监测细胞内pH变化的重要手段。

目前，文献报道了众多性能优异的pH荧光探针，但是这些探针大多适用于近中性细胞质和弱酸性溶酶体以及碱性线粒体内pH变化的检测。据我们所知，目前尚未有高尔基体靶向型pH荧光探针的报道。罗丹明及其衍生物作为典型的关/开型荧光探针，具有较高的荧光量子产率、较大的刚性平面结构和摩尔消光系数、良好的光稳定性和水溶性以及低毒性等优点备受关注。因此，本文选择罗丹明B衍生物为母体结构，并首次引入高尔基体靶向基团D-鞘氨醇，制备基于罗丹明B的衍生物应用于高尔基体靶向pH变化的检测。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种基于罗丹明B的衍生物及其制备方法；目的之二是提供该衍生物的用途，即在检测细胞内高尔基体pH变化中的应用。

本发明提供的一种基于罗丹明B的衍生物，其结构式为：

本发明提供的一种基于罗丹明B的衍生物的制备方法，合成路线如下：

该衍生物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按现有技术制备罗丹明B的N-对甲苯磺酸乙酯衍生物，参考文献：Hong-ShuiLv；Jing Liu；Jing Zhao；Bao-Xiang Zhao；Jun-Ying Miao；Sensors and Actuators,B:Chemical(2013),177,956-963.

(2)将罗丹明B的N-对甲苯磺酸乙酯衍生物溶于无水乙腈；将D-鞘氨醇(2-氨基-4-十八烯-1,3-二醇)溶于二氯甲烷；将碳酸钾在150℃烘干2小时，除去水分；然后在氮气保护下，将罗丹明B的N-对甲苯磺酸乙酯衍生物的无水乙腈溶液和D-鞘氨醇的二氯甲烷溶液混合，加入干燥的碳酸钾，加热回流12-15小时；将反应液冷却至室温，加入无水硫酸镁除去水，旋干制得粗品；