[发明专利]一种氟硼部花菁荧光探针及其制备方法、应用

说明书

一种氟硼部花菁荧光探针及其制备方法、应用，该荧光探针包括通过酰胺键连接的亲水性基团和荧光染料，能够通过调节荧光染料的亲疏水性而得到两性分子或亲水性分子的氟硼部花菁荧光探针，使得荧光探针能够高信噪比、高专一性地对细胞膜或者线粒体进行荧光成像；本发明提供的一类氟硼部花菁荧光探针丰富了现有荧光探针的种类，合成工艺简单、反应条件温和，具有工业化生产的前景。

技术领域

本发明涉及荧光染料领域，具体涉及一种氟硼部花菁荧光探针及其制备方法、应用。

背景技术

荧光成像作为一种可视化技术，具有高灵敏度、无损性、实时检测、高时空分辨率等显著特点，已广泛应用于生物科学和生物医学。小分子有机荧光团能够帮助实现基因表达、转录后修饰、生物分子浓度、细胞器运输、疾病检测、药物开发和反应评估的可视化，同时也能通过图像对肿瘤手术进行指导，因此，当现代染料化学与现代合成化学相结合时，荧光团在生物成像方面被赋予了相当多的功能。

传统的小分子荧光探针主要采用成熟的商用“核心”结构作为荧光团，主要包括香豆素、萘酰亚胺、氟化硼络合二吡咯甲川(BODIPY)、荧光素、罗丹明和花菁。这类传统的荧光染料在化学和光学性质上存在不足。近年来，一些新兴的荧光团不断地被开发出来并迅速发展。

但是，现阶段荧光染料的种类还不足，商品化的荧光染料对于细胞膜、线粒体的荧光成像效果、专一性还有待进一步提高，因此，开发易于推进后续功能化应用的功能性荧光染料仍然具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氟硼部花菁荧光探针，所述荧光探针基于二氟硼假吲哚电子受体(BFI,Borondifluoro indolenine)合成得到，不仅丰富了现有荧光探针的种类，而且这类荧光探针能够专一性地标记细胞膜和/或线粒体，对于生理现象、疾病诊断的研究具有重要的应用价值。

本发明的上述目的通过下述技术方案实现：

一种氟硼部花菁荧光探针，具有式I所示的结构式：

式I中，R¹选自氢、卤素、C₁～C₄烷基、苯基、羧基、磺酸基、甲氧基、甲酸酯基、酰胺基；X选自C₀～C₃的饱和烷基、聚乙二醇基团、三级胺、季铵盐；R²选自氢、烷基、磺酸基、羧基、磷酸基、酯基、季铵盐、三苯基膦基；R³选自C₁～C₁₆链状烷基、聚乙二醇基团、C₁～C₁₆烷基类羧酸及活性酯、C₁～C₅烷基类磺酸及其盐、C₁～C₄的醇；y＝1～16，z＝1～8，m＝1～3。

本技术方案中，氟硼部花菁荧光探针具有式I所示的化学结构。以酰胺键连接的左侧基团为亲水性的基团，右侧基团为氟硼部花菁荧光染料，其根据R³基团的不同，既可以为亲水性或疏水性。当氟硼部花菁荧光染料为疏水性时，荧光探针为两性分子，难以进入细胞膜内的疏水环境，进而使四嗪膜探针能够连接于细胞膜表面进行荧光成像；相反地，当氟硼部花菁荧光染料为亲水性时，荧光探针为亲水性分子，从而能够进入细胞膜内部环境对线粒体进行荧光标记。因此，式I的荧光探针具有对细胞膜、线粒体进行高信噪比、高专一性荧光成像的能力。

本技术方案中，R¹基团选自氢、卤素、C₁～C₄烷基、苯基、羧基、磺酸基、甲氧基、甲酸酯基、酰胺基。R¹基团可以是供电子基团或吸电子基团，用于调节荧光探针的最大吸收波长、最大荧光波长、斯托克斯位移等光物理性能。在一个或多个优选的实施例中，R¹基团选自氢、卤素、C₁～C₄烷基。进一步优选地，R¹基团为氢、氯、溴或碘。