[发明专利]一种荧光探针的用途

说明书

本发明提供一种荧光探针在观测细胞内线粒体自噬的用途，所述荧光探针的化学结构式如下式所示：该荧光探针具有使用简单和可以高保真成像线粒体自噬过程的优点。

技术领域

本发明属于荧光探针应用领域，具体涉及一种荧光探针在观测细胞内线粒体自噬的用途。

背景技术

自噬是降解细胞内多余成分或受损细胞器的重要生理活动，是控制细胞器质量和数量的重要手段，它可以在恶劣条件下维持细胞的存活。作为细胞自噬中重要的一类，线粒体自噬可以特异性清除功能失调的线粒体，调节细胞代谢活动，维持细胞正常生理功能。线粒体自噬异常可引起多种疾病，如神经退行性疾病、癌症、阿尔茨海默病和心血管疾病。监测异常的线粒体自噬有助于理解这些疾病的发病机理，然而，科学界对异常自噬的研究和认识尚处于起步阶段，自噬的机制尚不明确，这一领域的研究人员也一直在寻找有效工具，以期进一步可视化异常自噬。因此，亟需开发相关工具来有效地监测线粒体自噬，这将为进一步深入研究自噬机制，解开疾病发生发展的本质奠定基础。

荧光技术具有操作简单、选择性强、损伤小等独特优势，荧光显微镜可以用于可视化活细胞的动态自噬过程。基于这一手段，开发可以原位、实时可视化线粒体自噬的荧光探针已成为深入理解自噬及其相关领域的一项重要任务。

目前，线粒体追踪型探针和商业溶酶体探针的协同作用已经用于可视化研究线粒体自噬。人们已经开发出一系列线粒体追踪型探针来研究线粒体自噬，但适合观测线粒体自噬的溶酶体探针数量不多。很多溶酶体探针对pH值敏感，会引发其在自噬过程的荧光变化（波长或强度），更重要的是，线粒体自噬过程中溶酶体pH值的变化还可能产生错误荧光信号。由此可见，开发一种荧光性质不受pH值影响的溶酶体探针仍然是一项迫切的任务，也是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种荧光探针在观测细胞内线粒体自噬的用途。

一种荧光探针在观测细胞内线粒体自噬的用途，其特征在于，所述荧光探针的化学结构式如式（I）所示：

（）

其中，R为羟乙基、乙烷基或丙烷基。

溶酶体因其较强的酸性(pH = 4-5)而被人们熟知，但是人们往往忽视了其高粘度(47-190 cP) 特性。溶酶体的高粘度环境为设计合适的粘度响应型溶酶体探针提供思路，本发明的荧光探针没有pH响应的位点，不受pH影响；荧光探针是由吲哚及吲哚碘盐这两部分组成，这两部分结构之间的单键易发生旋转，这可能是其对粘度敏感的原因，更加精确地观测溶酶体粘度变化。

上述的荧光探针的制备方法为2,3,3-三甲基-3H-吲哚与RI混合反应得到化合物Ⅱ，然后将化合物Ⅱ与1H-吲哚-2-甲醛通过Knoevenagel反应合成荧光探针；

（Ⅱ）

作为技术方案的进一步改进，其中，所述Knoevenagel反应中催化剂为有机碱，生成的化合物通过柱色谱法纯化，得到纯净的黄色固体产物即为本发明的荧光探针。其反应路线图如下：

作为技术方案的进一步改进，2,3,3-三甲基-3H-吲哚与RI混合反应得到化合物Ⅱ，其中，二者的物质的量之比为1：（1 .1-1 .2），温度为85-95℃，回流时间为6-10 h；然后将化合物Ⅱ与化合物1H-吲哚-2-甲醛通过Knoevenagel反应合成产物，其中，所述的催化剂为有机碱（哌啶等），反应物的物质的量之比为1：（1.1-1.2），温度为85-95℃，回流时间为6-10 h；最后通过柱色谱法纯化，得到荧光探针。

本发明中的荧光探针为粘度响应型探针，使用时荧光探针与细胞接触，荧光探针穿过细胞膜，细胞染色后，所述荧光探针能使溶酶体显示出绿色荧光，当细胞发生自噬过程时，用该探针与线粒体追踪探针MTDR共染细胞，二者的共定位系数随时间增加而增加，以此成像线粒体的自噬过程。