[发明专利]一类4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工领域中一类新的荧光染料、其制备方法及应用，尤其是涉及一类蒽吡啶酮结构的染料在应用、其制备方法，以及利用该荧光染料、及其缀合物或其组合物在生物染色方面的应用。

背景技术

荧光染料作为功能性指示剂在科学技术各个领域得到了广泛的应用，尤其是其在生命科学、临床医疗诊断、荧光免疫分析等方面的实际应用从而得到了全世界科学家的广泛关注。在细胞生物学领域，荧光染料被用于细胞内成分的位置和含量及其它变化情况，以及，细胞的辨别和分类也是依靠以荧光技术为核心的流式细胞计。

目前，菲啶类、吖啶类、花菁类类等商品化荧光染料在基因组学、核酸检测、细胞分析等领域都起到了重要的作用。然而，这些染料都各自存在着应用上的局限性。这主要表现在大多数荧光染料受限于固定细胞样品。例如，溴乙锭(EB)，碘化丙锭(PI)等需要采用对细胞固定等使细胞膜崩解的方法才能将其应用于生物样品的荧光标记，但这种方法往往会对细胞或生物组织的真实形态产生破坏作用。同时，EB等吖啶、菲啶类染料具有很大的毒性和致癌作用。

另外，还有一部分荧光染料的激发波长处于紫外区，由于紫外光的能量较大会对细胞内的核酸、蛋白等生物组分造成损伤；同时，长时间的光激发还会造成荧光染料的光漂白。这些都限制了这类染料在荧光成像中的应用。此外，紫外光作为激发波长时，由于生物样品本身在这个区间的吸收，使紫外光难以穿透生物组织样品内部，同时生物样品中的某些生物分子受紫外光激发会产生很强的荧光背景，使荧光检测困难。因此，需要开发出具有良好的荧光性能、活细胞通透性的荧光染料。这推动荧光检测技术和生命科学等学科发展的关键。

发明内容

本发明第一方面的目的在于提供一类合成简单、良好的光稳定性、较长的发射波长、且具有良好的细胞膜通透性的化合物用于固定细胞、活细胞和生物组织染色的化合物，本发明所述的4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料，具有下列结构通式I：

通式I中，n为1～10的整数；

R选自氢原子、甲基、乙基、羟基、氨基、二甲氨基、二乙氨基、二丙氨基、二丁氨基、二羟乙基氨基、三甲卤化铵基和盐酸胍基。

其中的三甲卤化铵是三甲碘化铵、三甲氯化铵或三甲氟化铵。

其中，所述的R优选二甲氨基、二乙氨基、二丙氨基、二丁氨基、二羟乙基氨基、三甲卤化铵基、氨基和盐酸胍基。尤其优选二乙氨基、二丙氨基、二丁氨基、二羟乙基氨基、三甲碘化铵基和盐酸胍基。n优选2～6的整数。

作为优选的技术方案之一，本发明所述的4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料为C、D或F，其中：C专一性对活细胞核仁荧光染色、D专一性对活细胞外膜荧光染色、D专一性对活细胞高尔基体染色。

再一优选的技术方案中，所述的4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料为A、E或G，用于专一性对活细胞核仁和溶酶体荧光染色。

又一优选的技术方案中，所述的4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料为B用于专一性对固定细胞核仁荧光染色。

本发明另一方面的目的在于提供上述4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料的制备方法：以式i的化合物与式ii的化合物为原料，在催化剂及缚酸剂存在条件下反应制备式I的化合物；

式i中，X为F、Cl、Br或I；

其中，所述的催化剂是一价铜盐、二价铜盐或碘盐；

反应溶剂选自水、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇单甲醚和乙二醇。

其中，与化合物相应的，

通式ii中，n为1～10的整数，优选2～6的整数；R为氢原子、甲基、羟基、氨基、二甲氨基、二乙氨基、二丙氨基、二丁氨基、二羟乙基氨基、三甲卤化铵基或者盐酸胍基，优选三甲卤化铵基、氨基或盐酸胍基。尤其优选三甲碘化铵、氨基或盐酸胍基。

所述4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料的制备方法中，X优选Br。

本发明的4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料的制备方法中，所述的催化剂是一价铜盐、二价铜盐或碘盐。优选碘化亚铜、硫酸铜、醋酸铜、碘化钾或碘化铜。尤其优选碘化亚铜、硫酸铜或碘化铜。

本发明的4位N取代的蒽吡啶酮荧光染料的制备方法中，所述的缚酸剂是有机碱或无机碱，包括三乙胺、三甲胺、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾。优选碳酸钾或碳酸钠。