[发明专利]一种线粒体靶向荧光探针及其合成方法和应用

说明书

本发明涉及了一种线粒体靶向荧光探针及其合成方法和应用。该线粒体靶向荧光探针(TPP‑TPEDCH)以荧光分子TPEDCH为母体，以三苯基膦衍生物TPP为线粒体靶向基团，通过化学反应合成。该线粒体靶向荧光探针可在水性介质中通过聚集诱导效应自发稳定的荧光。本发明还涉及合成该线粒体靶向荧光探针的方法，以及其细胞线粒体动态监测作用。

技术领域

本发明涉及药物化学技术领域，尤其涉及一种线粒体靶向荧光探针及其合成方法和应用。

技术背景

随着生物科学与技术的不断发展，人们逐渐从细胞层面过渡到亚细胞层面认识和研究生命活动的本质。线粒体作为细胞内关键的细胞器，负责细胞大部分能量的产生；另外，它们在程序性细胞死亡(如凋亡)中也起着关键作用。大量研究表明，线粒体的数量、分布、结构与功能变化等与神经退行性病变、代谢型疾病、心血管疾病及癌症等病症关系密切。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。

线粒体内活性小分子作为信号载体参与线粒体内的生物化学反应，它们的浓度和时空分布能够影响细胞乃至生物体的多种生理过程。因此，开展线粒体内活性小分子的相关研究对深入揭示生物体生命活动规律起着至关重要的作用，愈来愈受到研究者们的青睐。

最近数十年来，荧光成像技术在科学研究、生物检测、环境分析和临床检测等领域中的应用越来越广泛。在生物体内，各种小分子对生物功能的正常发挥起着极其重要的作用，因此准确检测这些小分子在生物细胞内的含量在科学研究和临床应用上都具有重要意义。然而，荧光分子大多含有四吡咯环、萘或二苯甲酮等共轭结构，由于其强烈的π-π叠加效应，光敏分子很容易聚集导致淬灭荧光(Aggregation Caused Quenching,ACQ)，影响光敏化效率。因此，设计一种能够克服ACQ的新型光敏分子将成为光敏剂发展的新方向。

近年来，聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)类化合物以其特有的优势，如良好的生物相容性、独特的荧光性能(在溶液中几乎不发光，而在聚集状态发光大大增强)、抗光漂白等，在疾病诊断和治疗领域扮演着越来越重要的角色。与传统小分子相反，AIE分子在聚集状态下由于分子内运动受阻，受到光激发后，能量损失较低，从而表现出荧光增强的现象。鉴于AIE分子的特殊性质，可以将其应用于光敏剂，克服上述传统光敏分子带来的ACQ效应，同时AIE分子自身也可以作为细胞内的显影剂，示踪细胞及胞内细胞器。

发明内容

基于上述背景，本发明要解决的技术问题是提供一种线粒体靶向荧光探针的合成方法。

本发明具体采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种线粒体靶向荧光探针，其结构式为：

作为优选，以荧光分子TPEDCH为母体，通过化学合成反应连接作为线粒体靶向基团的三苯基膦衍生物TPP，得到所述线粒体靶向荧光探针TPP-TPEDCH。

第二方面，本发明提供了一种上述线粒体靶向荧光探针的合成方法，其包括如下步骤：

S1：以锌粉和四氯化钛作为偶联试剂，四氢呋喃为反应溶剂,由4,4'-二甲氧基二苯甲酮和4-溴苯甲酰苯经过麦克默里偶联(McMurry Coupling)反应，制得中间物1；

S2：以正丁基锂为溴-锂交换试剂，将中间物1活化后与硼酸三甲酯反应，最后用盐酸水解制得中间物2；

S3：采用Suzuki偶联方法，以四(三苯基膦)钯为催化剂，碳酸钾为碱，中间物2和中间物3为反应物，四氢呋喃和水为溶剂，制得中间物4；

S4：通过克脑文盖尔缩合(Knoevenagel Condensation)反应，将中间物4与丙二腈在四氯化钛作用下生成化合物5；