[发明专利]一种基于4-氟苯乙炔基的双光子荧光极性探针及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种基于4‑氟苯乙炔基的双光子荧光极性探针及其制备方法和用途，其中基于4‑氟苯乙炔基的双光子荧光极性探针的结构如下：本发明基于4‑氟苯乙炔基的双光子荧光极性探针分子在与其他干扰因素共存的体系中，对极性表现出专一性响应。细胞毒性测试表明该探针对于细胞具有较低的生物毒性，双光子共聚焦荧光显微成像实验表明该探针在细胞内光稳定性性好，适用于细胞内极性的双光子荧光成像和检测。

技术领域

本发明涉及一种基于4-氟苯乙炔基的双光子荧光极性探针及其制备方法和用途，以实现双光子荧光成像检测细胞内的极性，具有选择性专一、灵敏度高、生物毒性低的优点。

背景技术

极性是生物微环境中重要组成部分，细胞的极性是细胞操作和调节机制的反馈。正是这些机制诱导和维持亚细胞器的功能或功能，导致各种生理和病理活动。不同的生理和病理活动对应于不同的细胞状态。当细胞状态改变时，极性也在一定程度上变化。因此，细胞极性的检测对于监测不同的细胞状态是必要的。并且，细胞凋亡过程中极性会有很大的改变，因此可以通过极性来检测凋亡，这对于研究细胞凋亡提供了一个很好的思路。

细胞凋亡，是程序性死亡的其中一个过程，在生物过程中扮演重要的角色，检测细胞凋亡对于生物学研究具有重要的意义。目前检测凋亡的方法是基于传统方法，例如检测半胱天冬酶蛋白的活性等。但这些方法的成本很高，周期很长和敏感性很差，并且它们成本很高不能满足评估细胞凋亡的要求。在过去十年中，荧光探针方法已经被广泛应用于监测生物过程，这主要基于荧光探针技术价格便宜，使用简单，灵敏度高，响应速度快。目前，已经开发非常多的荧光探针，但是检测极性的探针还在发展，因此开发性能优异的极性探针是非常有必要的。并且，细胞凋亡过程中极性会有很大的改变，因此可以通过极性来评估凋亡，这对于研究细胞凋亡提供了一个很好的思路。

发明内容

本发明旨在提供一种基于4-氟苯乙炔基的双光子荧光极性探针及其制备方法和用途，所要解决的技术问题是通过分子设计得到一种可以专一检测极性的双光子荧光探针结构，以实现双光子荧光成像检测细胞凋亡过程中的极性变化，具有选择性专一、灵敏度高的优点，细胞毒性测试表明本发明荧光探针对细胞几乎没有毒性作用。

本发明基于4-氟苯乙炔基的双光子荧光极性探针，简记为POLAR-QF，其结构式如下：

本发明基于4-氟苯乙炔基的双光子荧光极性探针的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：化合物9-乙基-6-碘-9H-咔唑-3-甲醛(6g，17.2mmol)投入到干燥的三口瓶中，加入DMF(60mL)溶清后，滴3-5滴的三乙胺(2-3mL)当催化剂，加入丙二腈(1.36g，20.6mmol)，保持常温搅拌1小时，观察瓶内温度颜色变化，反应2小时点板观察反应状况。反应2小时后，加入1L的H₂O搅拌10-20min，用EA(乙酸乙酯)反复萃取直到水层点板观察不到产品点。旋干萃取得到粗产物，粗产物用柱层析(正己烷:乙酸乙酯：二氯乙烷＝10：1：3)过得到化合物1(暗红色固体，5.9g，产率86.4％)。

步骤2：将化合物1(1.5g，3.778mmol)、Pd₂(PPh₃)₂Cl₂(12.40mg 0.018mmol)，CuI(6.98mg,0.036mol)当催化剂置入斯莱克瓶，用泵反复置换反应瓶里面的气体环境，充入氩气，使反应在干燥的氛围下进行反应，用注射器将溶解对氟苯乙炔(0.544g，4.53mmol)的THF(8mL)、Et₃N(2mL)溶液注射入反应瓶中，升温到45℃反应5小时，瓶内颜色加深点板观察原料反应完，等待反应液降温到室温后加水800-1000mL搅拌20-30min，用二氯乙烷反复萃取3-4次直到水层点板无产品点，加热浓缩得粗产物2.3g，经柱层析(正己烷：乙酸乙酯＝7:1)过滤获取暗红色固体目标化合物POLAR-QF(1.2g，产率59.7％)。