[发明专利]一种免洗型细胞膜靶向荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种免洗型细胞膜靶向荧光探针及其制备方法和应用，利用廉价的咔唑单醛衍生物和含有磺酸根的4‑甲基吡啶盐反应，制备出具有D–π–A共轭结构的化合物吡啶盐衍生物Car‑py，其可精准地定位于生物细胞的细胞膜，化合物Car‑py与细胞作用后，无需清洗即可用于显影测试，操作简单，通过荧光显微成像可实时地可视化观测生物细胞的微观结构和动态变化。

技术领域

本发明属于分子探针技术领域，具体涉及一种免洗型细胞膜靶向荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

细胞膜是由嵌入蛋白质的磷脂双分子层构成的，由于其具有选择通透性，在调节物质交换、维持细胞内稳态等方面发挥重要作用。同时，细胞膜参与多种细胞过程和生物功能，包括细胞信号传导、细胞粘附、内吞作用、胞吐作用等。细胞膜异常是细胞状态和多种疾病的重要生物标志物，例如，细胞膜破裂或部分吞噬是药物诱导细胞凋亡的重要证据。所以，对细胞膜微观结构的观测在细胞生物学、药理学、毒理学等领域具有重要的应用价值。

但传统的细胞膜观察技术(如显微镜)色彩模式单一、分辨率低，不利于获取细胞膜的详细信息。近年来，荧光显微成像技术作为一种新兴的分析手段，具有较高的时空分辨率，能够实时地可视化观测生物样品的微观结构和动态变化。因此，设计、合成荧光探针为细胞膜的观测提供了更为锐利的工具。

目前，虽然一些细胞膜荧光染料如DiO、DiI、CellMask等已经商业化，但这些探针的生产成本高，在实际应用过程中存在着斯托克位移小、孵化时间长、清洗过程繁琐等缺陷，新型经济高效的细胞膜荧光探针仍急需开发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种免洗型细胞膜靶向荧光探针及其制备方法和应用，利用廉价的咔唑单醛衍生物和含有磺酸根的4-甲基吡啶盐反应，制备出具有D–π–A共轭结构的化合物吡啶盐衍生物Car-py，其可精准地靶向定位于生物细胞的细胞膜，通过荧光显微成像即可实时地可视化观测生物细胞的微观结构和动态变化。

本发明采取的技术方案为：

一种免洗型细胞膜靶向荧光探针，所述免洗型细胞膜靶向荧光探针为吡啶盐衍生物，其结构式为：

本发明还提供了所述的免洗型细胞膜靶向荧光探针的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将化合物M1和化合物M2溶解在有机溶剂中，以有机碱为催化剂，经回流反应，反应结束后冷却至室温，然后进行抽滤、洗涤、干燥，即可制备得到所述免洗型细胞膜靶向荧光探针；

所述化合物M1的结构式为：

所述化合物M2的结构式为：

进一步地，所述有机溶剂为乙腈。

所述有机碱为哌啶。

所述化合物M1和化合物M2的物质的量之比为1:1。

所述化合物M1相对于有机溶剂的浓度为0.1～0.3M。

所述回流反应的时间为12～16h。

更进一步地，所述制备方法具体包括以下步骤：将4mmol M1和4mmol M2溶解在20mL乙腈中，滴加0.2mL哌啶，回流14小时，待反应液冷却到室温时，减压抽滤，滤饼用少量乙腈洗涤两次，真空干燥24小时，得黄色固体，即为所述的免洗型细胞膜靶向荧光探针。

本发明还提供了所述的免洗型细胞膜靶向荧光探针在细胞成像中的应用，其能够在细胞着色后不需要清洗的情况下精准靶向细胞膜。

本发明还提供了利用所述的免洗型细胞膜靶向荧光探针进行细胞成像的方法，包括以下步骤：将生物细胞与所述免洗型细胞膜靶向荧光探针共同培养20分钟，利用激光共聚焦显微镜进行显影。