[发明专利]一种用于线粒体定位荧光探针及其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种用于线粒体定位荧光探针及其制备方法及应用。该探针由芘甲醛和2,3‑二甲基喹嗪原料制得，步骤简单，纯化方便，产率高，结构式为本发明的探针由芘和2,3‑二甲基喹嗪通过烯键构成典型的D‑π‑A体系，并且芘是一种较好的大共轭平面框架结构，因此探针具有较大的斯托克斯位移和较长的发射波长，可有效的降低信噪比；对粘度表现出特异性的响应、具有高的检测灵敏度、很高的光学稳定性、宽的pH适用范围以及快速检测性；并且探针具有良好的细胞膜透性，可以实现细胞线粒体内粘度的检测。

技术领域

本发明涉及分子荧光探针技术领域，具体涉及一种用于线粒体定位荧光探针的制备方法及应用。

背景技术

线粒体是细胞中重要的细胞器，在细胞的新陈代谢以及向细胞提供ATP的过程中，都起着关键作用。线粒体的功能紊乱会影响细胞的正常生命活动。因此，监测线粒体自身及内部环境的微小变化以及对线粒体在异常条件下的及时治疗具有重要价值。对于化学研究人员来讲，设计合成新颖的荧光探针实现监控线粒体以及线粒体内部微环境变化是非常关键的问题。其中内部微环境重要因子——粘度是控制物质传递、信号传导以及生物大分子之间相互作用的关键影响因素。据文献报道，正常细胞的细胞质粘度约为1-2cP，而受到损伤的细胞质粘度会显著增加，可以达到140cP，甚至更高。细胞内粘度水平的异常变化已被证实与许多疾病相关，例如动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、帕金森病、阿尔茨海默病和细胞恶性肿瘤。因此，维持正常的细胞内粘度水平对于正常的生理过程至关重要。细胞内各区域粘度高度不均匀，为了更好地监测细胞内粘度的局部变化，监测不同细胞器内粘度显得尤为重要。特别是，线粒体在维持人体的许多生理功能中起着重要作用。如果线粒体粘度异于正常水平，将会导致线粒体网络组织的变化和代谢物扩散速率，严重的甚至导致细胞损伤和凋亡。因此，开发具有膜透性的粘度传感器来监测活细胞线粒体内粘度的变化具有重要意义。

迄今为止，已有一些常见的粘度测量仪器和分析方法，包括毛细管粘度计、旋转粘度计和电化学分析，但它们都不适合用于测量活细胞内粘度。近年来，荧光探针技术由于其高灵敏度、高时间和空间分辨率、实时原位和非侵入性检测的优点而被广泛用于粘度敏感探针的开发。因此发展一种简单有效地荧光探针可定位线粒体并实现对其粘度的检测具有重要的意义。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种荧光探针，该探针可定位线粒体，并且对粘度具有高选择性和高灵敏性。

本发明的第二个目的是提供一种上述荧光探针，具有大于120nm的斯托克斯位移，可有效降低信噪比。

本发明的第三个目的是提供一种上述荧光探针在检测细胞粘度中的应用。

本发明的第四个目的是提供一种上述荧光探针的合成方法，原料易得、合成步骤简单及产率高。

为实现上述目的，本申请采取的解决方案如下：

一种用于线粒体定位荧光探针，化学名称为3-甲基-2-(2-芘-4-乙烯基)-喹嗪氯盐，简称为PyQz，其结构式如下：

所述的一种用于线粒体定位荧光探针的制备方法，具体合成路线如下：

所述的一种用于线粒体定位荧光探针的制备方法，具体步骤如下：

1)将芘甲醛和2,3-二甲基喹嗪氯盐溶于乙腈溶液，加入哌啶；避光油浴加热，在温度为80-90℃下反应48-72小时，然后冷却至室温，沉淀析出；

2)析出的沉淀抽滤，并用乙腈溶剂进行重结晶，得到目标探针PyQz。

优选的，步骤1)中所述芘甲醛、2,3-二甲基喹嗪氯盐与哌啶的摩尔比为1:1：1。

优选的，步骤1)中芘甲醛、2,3-二甲基喹嗪氯盐的总量与步骤2)中乙腈溶剂重量比为1:10-12。