一种烷氧基噻吩类极性荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于荧光探针领域领域，涉及用于细胞膜的红色荧光成像的探针，特别是指一种烷氧基噻吩类极性荧光探针及其制备方法和应用。具有式（I）结构：，本发明专利技术的烷氧基噻吩类极性荧光探针能够快速、长时间、高选择性用于癌细胞的细胞膜红色荧光成像，具有良好的市场应用前景。具有良好的市场应用前景。具有良好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种烷氧基噻吩类极性荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，涉及用于细胞膜的红色荧光成像的探针，特别是指一种烷氧基噻吩类极性荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]细胞膜是一种关键的细胞器，它在结构上构成了细胞的边界以保持整个细胞的完整性，又在功能上与细胞贴壁、迁移、增殖、胞吞、凋亡和信号转导等重要生命活动密切相关。因此，对细胞膜进行高特异性和长时间稳定的成像对生物学、病理学研究都具有非常重要的意义。
[0003]荧光成像由于成本低、生物相容性好和灵敏度高而广泛应用于生物医学成像领域。商品化的细胞膜染料包括DiD和FM家族，都存在易穿透细胞膜导致成像时间短等缺点。专利CN107941575A公开了一种由两端分别修饰有胆固醇和吲哚菁染料的聚乙二醇高分子的荧光探针，该探针用于无差别的识别细胞膜；专利CN111272518A公开了一种荧光探针，该荧光可以通过细胞染色的致密程度对白细胞和癌细胞进行区别；而本课题组研究发现，极性敏感的荧光探针在高极性介质中，与溶剂发生较强的溶剂效应，导致发射波长红移。而且极性荧光探针通过调节推拉电子效应达到近红外荧光区(650
‑
900 nm)，避免细胞自发荧光，最大限度地减少光损伤。因此，开发一种极性敏感的探针用于特异性识别癌细胞摸，并进行长时间的荧光成像很有必要。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种烷氧基噻吩类极性荧光探针及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供的一种烷氧基噻吩类极性荧光探针，具有式（I）结构：。
[0006]上述的烷氧基噻吩类极性荧光探针的制备方法，步骤如下：（1）5
‑
溴
‑4‑
(6
‑
溴
‑1‑
己氧基噻吩)
‑2‑
醛、4
‑
(二苯氨基)苯基硼酸、二(三叔丁基膦)钯和氢氧化钠混合物中加入无水四氢呋喃和水（经过除氧处理），油浴升温至80~100℃，反应4h，进行萃取、水洗、干燥，得化合物1；
技术路线为：。
[0007]（2）用2mL无水乙腈溶解化合物1，加入吗啉，油浴升温至80~100℃，反应8h，进行水洗、干燥，得化合物2；技术路线为：。
[0008]（3）在化合物2中加入(3,5,5
‑
三甲基环己
‑2‑
烯亚基)丙二腈，无水乙醇和哌啶，油浴升温至80~100℃，反应24 h，冷却，析出的沉淀用乙醇洗涤，离心，得到化合物3；技术路线为：。
[0009]（4）化合物3中加入无水乙腈和碘甲烷，油浴升温至80~120℃，反应10h，反应液减压浓缩，得到的粗品用乙醚洗涤，得到目标化合物（I）；技术路线为：。
[0010]上述步骤（1）~（4）均在氮气保护下进行。
[0011]上述步骤（1）中5
‑
溴
‑4‑
(6
‑
溴
‑1‑
己氧基噻吩)
‑2‑
醛、4
‑
(二苯氨基)苯基硼酸、二(三叔丁基膦)钯与氢氧化钠的物质的量比为1:1~2:0.03~0.05:2。
[0012]上述步骤（2）中化合物1与吗啉的物质的量比为1:100~5:100。
[0013]上述步骤（3）中化合物2与(3,5,5
‑
三甲基环己
‑2‑
烯亚基)丙二腈的物质的量比为1:1~1:2，无水乙醇与哌啶体积比200:1~300:1。
[0014]上述步骤（4）中化合物3与碘甲烷的物质的量比为1:50~1:100。
[0015]上述的烷氧基噻吩类极性荧光探针具有快速点亮癌细胞的细胞膜，实现了长时间、高选择性的细胞膜红色荧光成像，在非疾病诊断为目的的、在癌细胞的细胞膜内保留长达2h的红色荧光成像中具有较佳的应用，2h后化合物就会慢慢穿透细胞膜进入细胞内，所以在细胞膜上停留最多2h,很多文献只能停留30分钟。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：
1、本专利技术提供了一种新型的癌细胞细胞膜成像的荧光探针，该探针的合成方法简单易操作，产率高（≥80%），可以快速的进入细胞膜（加入染料到成像所用时间不超过15min），同时长时间共聚焦成像可达到2h，有利于商业化的推广应用。
[0017]2、本专利技术提供的荧光探针，其分子中的吗啉基团带的正电荷可以与细胞膜上的负电荷相互作用，使其锚定在细胞膜上。同时，分子中的D
‑
π
‑
A共轭结构具有较强的疏水性使其插入细胞膜夹层的疏水区。在这两种作用下，荧光分子可以靶向细胞膜并且较长时间的停留在细胞膜上。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为荧光探针（I）的1H NMR谱图。
[0020]图2为荧光探针（I）的1C NMR谱图。
[0021]图3为荧光探针（I）的高分辨质谱图。
[0022]图4为荧光探针（I）在不同极性的四氢呋喃
‑
水体系荧光光谱图，激发波长为535 nm，狭缝宽度为3.0 nm。
[0023]图5为荧光探针（I）在四氢呋喃
‑
水体系的荧光强度与其极性的线性关系。
[0024]图6为荧光探针（I）在癌细胞和正常细胞的成像图，激发波长为561 nm，浓度为10 μM。
[0025]图7为荧光探针（I）在Hela细胞的成像时间，浓度为10 μM。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例1烷氧基噻吩类极性荧光探针的制备方法，步骤如下：（1）在50ml Schlenk中加5
‑
溴
‑4‑
(6
‑
溴
‑1‑
己氧基噻吩)
‑2‑
醛（119.1 mg），4
‑
(二苯氨基)苯基硼酸（113.1 mg），二(三叔丁基膦)钯（4.9 mg）氢氧化钠（25.7 mg），抽真空干燥，氮气保护下，加入无水四氢呋喃6 mL，水（经过除氧处理）2 mL，将Schlenk放入油浴升温至80℃；反应4h后，将反应液转移至分液漏斗中，用二氯甲烷萃取，用水洗涤，加无水MgSO4干燥，得到粗品。粗品再过柱层析得到化合物1（169.2mg），产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烷氧基噻吩类极性荧光探针，其有式（I）结构：。2.权利要求1所述的烷氧基噻吩类极性荧光探针的制备方法，其特征在于，步骤为：（1）向5
‑
溴
‑4‑
(6
‑
溴
‑1‑
己氧基噻吩)
‑2‑
醛、4
‑
(二苯氨基)苯基硼酸、二(三叔丁基膦)钯和氢氧化钠的混合物中加入溶剂Ⅰ，油浴升温至80~100℃反应后，反应物经水洗涤后即得化合物1；（2）化合物1经无水乙腈溶解后，加入吗啉，油浴升温至80~120℃反应后，反应物经水洗涤后即得化合物2；（3）向化合物2中加入(3,5,5
‑
三甲基环己
‑2‑
烯亚基)丙二腈和溶剂Ⅱ，油浴升温至80~100℃反应完全、经冷却、离心、乙醇洗涤得化合物3；（4）将化合物3和碘甲烷加至无水乙腈中，油浴升温至80~120℃反应后，减压浓缩，乙醚洗涤得到目标化合物（I），即烷氧基噻吩类极性荧光探针。3.根据权利要求2所述的烷氧基噻吩类极性荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）
‑
（4）均在氮气保护下进行。4.根据权利要求3所述的烷氧基噻吩类极性荧光探针的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中溶剂Ⅰ为体积比1:1~3:1的无水四氢呋喃和水的混合溶液，其中水为经过除氧处理的水。5.根据权利要求3或...

【专利技术属性】
技术研发人员：庆伟霞，赵伟，王勇，付丽娴，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：