[发明专利]一种吡喃喹啉杂化香豆素类的荧光染料

说明书

本发明公布了一种吡喃喹啉杂化香豆素类的荧光染料，属于生物荧光成像技术领域。该类染料其结构为：该类染料具有高光稳定性、高荧光量子产率、大摩尔消光系数以及低毒性等优点。这些优良的性能表明这类荧光染料在环境及生物荧光成像等领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物荧光成像技术领域，具体涉及一种吡喃喹啉杂化香豆素类的荧光染料及其制备方法。

背景技术

荧光染料在材料科学、医疗诊断、荧光探针等生命科学及材料科学领域有着广泛的应用。几十年来，开发了多种经典的荧光染料，比如罗丹明、香豆素、萘酰亚胺等，而新型荧光染料的开发对荧光技术的进步至关重要。香豆素是一类经典的荧光染料，由于其结构易于修饰，开发了大量光学性能可调的多功能香豆素基荧光染料；由于香豆素类染料具有优良的光物理性能、低毒性和低成本等优点，已被广泛应用于发光二极管、太阳能电池和荧光探针等领域。因此，开发新型荧光染料具有十分重要的意义。

近年来，不同种类荧光染料的杂化是构建新型荧光染料的有效策略，基于此，可以将香豆素母体与其他荧光染料杂化构建新型香豆素类荧光染料。吡喃喹啉荧光染料是一类新型的荧光染料，2012年Talukdar等首次报导了吡喃喹啉荧光染料的光物理性质(Chem.Commun.,2012,48,2722-2724)。吡喃喹啉与香豆素杂化的荧光染料尚未报导。本发明首次通过杂环的Diels-Alder反应制备了吡喃喹啉杂化香豆素类荧光染料，对于香豆素基荧光染料的开发具有重要的意义。

发明内容

本发明目的旨在提供一种吡喃喹啉杂化香豆素类的荧光染料。

本发明中的荧光染料，其分子结构如下：

本发明中的荧光染料通过以下合成路线制备：

本发明的荧光染料具有长的发射波长、高的荧光量子产率和大的摩尔消光系数。λ_abs代表最大吸波长、λ_abs代表最大发射波长、Δss代表斯托克斯位移、ε代表摩尔消光系数、Φ代表荧光量子产率、τ代表荧光寿命。本发明的荧光染料在二氯甲烷种的光物理性质如下表所示。

表1吡喃喹啉杂化香豆素类的荧光染料在二氯甲烷种的光物理性质

本发明的荧光染料具有好的光稳定性。在20mW/cm²的氙灯下照射1小时，光降解率小于5％。

本发明的荧光染料具有较低的细胞毒性。通过MTT法，HeLa细胞与探针在37℃培育24h后，25.0μM以内存活率均在85％以上。

本发明的荧光染料可以对HeLa细胞进行很好的染色。通过染料(5.0μM)与HeLa细胞共培养，细胞内发射出强烈荧光信号。

本发明的荧光染料可以对斑马鱼染色成像。通过探针(5.0μM)与斑马鱼共同孵育后，斑马鱼内发射出强烈荧光信号。

附图说明

图1为本发明的染料4a-e在二氯甲烷中归一化的紫外-可见吸收光谱。横坐标为波长，纵坐标为吸光度。

图2为本发明的染料4a-e在二氯甲烷中归一化的荧光光谱。横坐标为波长，纵坐标为荧光强度。

图3为本发明的染料4a-e的光物理性质。λ_abs是最大吸收波长，λ_em是最大发射波长，Δ_ss是斯托克斯位移，ε/M^-1cm^-1是摩尔消光系数，Φ是荧光量子产率，τ/ns是荧光寿命。

图4为本发明荧光染料光稳定性测试。在20mW/cm²氙灯照射下辐照1h后染料4a、4b、4e的光降解率。