[发明专利]一类具有标记功能用于超分辨成像的亚硝基笼化罗丹明衍生物及应用

说明书

一类具有标记功能用于超分辨成像的亚硝基笼化罗丹明衍生物及应用，这类亚硝基笼化罗丹明衍生物提供三种罗丹明母体结构，将对细胞结构有特定靶向的分子连接的罗丹明上，通过改变对细胞结构有特定靶向的分子的结构能够实现对细胞内线粒体、内质网、细胞核、微管等不同亚细胞器的特定标记以及超分辨成像。通过特定的靶向标记实现对细胞内不同细胞器的标记，通过超分辨成像获得高分辨率的超分辨图像，更为细致、完整的重构出细胞内各个细胞器的结构细节及生理过程，为在纳米级上观察细胞内各细胞器的结构及生理过程提供一类工具。

技术领域

本发明涉及一类具有标记功能用于超分辨成像的亚硝基笼化罗丹明衍生物及应用，属于精细化工领域。

背景技术

超分辨成像技术由于其在细胞成像上打破了传统光学显微镜的光学衍射极限(200nm)，因此被科学家广泛的关注并应用其观察更多的细胞内各细胞器结构及了解生理活动过程的更多细节。超分辨成像对荧光染料有着较高的要求，不仅要求染料具有较高的荧光亮度、稳定性、膜通透性，还要求染料具有优异的特异性。因此，目前能真正用于超分辨成像上的染料仍较为匮乏。在已应用于超分辨成像上的染料中，笼化罗丹明可作为一类具有突出性能的优异染料，科学家们也在不断的对笼化罗丹明进行改进以进一步提高笼化罗丹明的成像性能。常用的笼化基团为邻硝基苄基基团，该基团可连接到罗丹明母体上并使罗丹明处于螺环形式无荧光发射，当被光照射或生理条件刺激下可将邻硝基苄基基团脱落释放出荧光，实现从无荧光发射到有荧光发射的一个转变，这种差异对于超分辨成像是有利的。但邻硝基苄基笼化的罗丹明通常需要紫外光来对其进行激活，紫外光的应用增加了光毒性以及成像时细胞的自发荧光信号，因此如何避免使用紫外光激活笼化型罗丹明也是一项挑战。

杨有军课题组第一次将亚硝基笼化策略应用到罗丹明染料上。该策略简化了笼化基团并可实现超分辨成像。但其只能对罗丹明染料在细胞内本身所聚集的结构进行标记成像，无法对细胞内其他结构进行标记及成像。

发明内容

本发明利用亚硝基笼化罗丹明可进行超分辨成像的优点，通过羧基、溴取代增加其衍生位点，通过羧基与氨基的缩合反应或偶联反应将对细胞结构有特定靶向的分子连接到罗丹明上，可以实现对细胞内线粒体、内质网、细胞核、微管等不同亚细胞器的特定标记以及超分辨成像，实现了在纳米级上观察细胞内各细胞器的结构及生理过程。

本发明提供一类具有标记功能用于超分辨成像的亚硝基笼化罗丹明衍生物，该衍生物具有如下结构通式：

其中，x＝O、C(CH₃)₂或者Si(CH₃)₂。

R₁各自独立的为--C_nH_2n+1、--C_nH_2nCOOH、--C_nH_2nSO₃H或与同侧N原子、R₂和苯环上碳原子构成的六元环状结构。

R₂各自独立的为H或CH₃。

R₃为其中：X^-为阴离子，所述阴离子为BF₄^-、Cl^-、Br^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-、ClO₄^-、CH₃COO^-、CH₃SO₃^-或CF₃SO₃^-，所带正电荷总数等于阴离子X^-所带负电荷总数。