本发明专利技术公开了一种苯硼酸修饰的近红外方酸染料及其制备方法和应用，其是将吲哚修饰的苯硼酸衍生物和二氰基乙烯基方酸衍生物混合，经溶解、回流、减压蒸除溶剂及硅胶柱层析纯化，制得所述近红外方酸染料。该方酸染料具有较好的稳定性及优异的光学性能，尤其是对位取代的苯硼酸基团，可与ATP分子中的顺式二醇部分结合，故可通过染料、ATP和CTAB分子之间的多重静电作用，引发染料吸收光谱和荧光光谱的改变，从而可作为ATP检测的荧光探针，用于细胞内ATP的荧光成像检测，且该探针具有较好的生物相容性和细胞通透性、较低的生物毒性，对ATP具有较好的检测灵敏度。
Boric acid modified near infrared acid dyes and their preparation and Application
The invention discloses a near infrared square acid dye modified by phenylboric acid and its preparation method and application. The near infrared square acid dye is prepared by mixing phenylboric acid derivative modified by indole with dicyanovenyl square acid derivative and purifying by dissolving, refluxing, vacuum evaporating solvent and silica gel column chromatography. The square acid dye has good stability and excellent optical properties, especially the para-substituted phenylborate group, which can partly bind to cis-diol in ATP molecule. Therefore, it can cause the changes of absorption and fluorescence spectra of dyes by the multiple electrostatic interactions among dyes, ATP and CTAB molecules, and can be used as ATP detection. The fluorescent probe has good biocompatibility, cell permeability, low toxicity and good sensitivity to ATP detection.
【技术实现步骤摘要】
苯硼酸修饰的近红外方酸染料及其制备方法和应用
本专利技术属于分析化学领域，具体涉及一种苯硼酸修饰的近红外方酸染料及其制备方法与其在荧光成像检测细胞内ATP中的应用。
技术介绍
腺苷5'-三磷酸（ATP）由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成。ATP不仅是活细胞中通用的能量货币，也是参与三磷酸循环、离子通道、神经传递、细胞分裂、DNA合成等多种生物过程的信号传导介质（Xu,Z.;Singh,N.J.;Lim,J.etal.Uniquesandwichstackingofpyrene-adenine-pyreneforselectiveandratiometricfluorescentsensingofATPatphysiologicalpH.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2009,131(42),15528-15533.Ashcroft,F.M.;Gribble,F.M.ATP-sensitiveK+channelsandinsulinsecretion:theirroleinhealthanddisease.Diabetologia,1999,42,903-919.Burnstock,G.Historicalreview:ATPasaneurotransmitter.TrendsinPharmacologicalSciences,2006,27,166-176.Shen,X.;Mizuguchi,G.;Hamiche,A.etal.AchromatinremodellingcomplexinvolvedintranscriptionandDNAprocessing.Nature,2000,406(6795),541.）。此外，ATP的异常水平与缺血、低血糖帕金森病和心血管疾病等几种病理状态密切相关(Bush,K.T.;Keller,S.H.;Nigam,S.K.Genesisandreversaloftheischemicphenotypeinepithelialcells.TheJournalofClinicalInvestigation,2000,106(5),621-626.Przedborski,S.;Vila,M.MPTP:areviewofitsmechanismsofneurotoxicity.ClinicalNeuroscienceResearch,2001,1(6),407-418.Mäkelä,A.;Kuusi,T.;Schröder,T.Inhibitionofserumphospholipase-A2inacutepancreatitisbypharmacologicalagentsinvitro.ScandinavianJournalofClinicalandLaboratoryInvestigation,1997,57(5),401-407.)。因此，建立简单、快速、灵敏和准确的ATP分析方法对于医学临床诊断及机体代谢水平研究具有重要意义，同时在肿瘤药物敏感性筛选、细胞凋亡检测、多种重要细胞活性及微生物含量分析等方面具有重要的价值。ATP的检测方法有多种，包括电泳法(Yangyuoru,P.M.;Dhakal,S.;Yu,Z.;etal.Single-moleculemeasurementsofthebindingbetweensmallmoleculesandDNAaptamers.AnalyticalChemistry,2012,84(12),5298-5303.)、化学发光法(Zhang,S.;Yan,Y.;Bi,S.Designofmolecularbeaconsassignalingprobesforadenosinetriphosphatedetectionincancercellsbasedonchemiluminescenceresonanceenergytransfer.AnalyticalChemistry,2009,81(21),8695-8701.)、生物发光法(Liu,B.F.;Ozaki,M.;Hisamoto,H.;etal.MicrofluidicchiptowardcellularATPandATP-conjugatedmetabolicanalysiswithbioluminescencedetection.AnalyticalChemistry,2005,77(2),573-578.)以及电化学分析法(Goyal,R.N.;Oyama,M.;Singh,S.P.Simultaneousdeterminationofadenosineandadenosine-5′-triphosphateatnanogoldmodifiedindiumtinoxideelectrodebyosteryoungsquare-wavevoltammetry.Electroanalysis,2007,19(5),575-581.)等，这些方法在细胞内ATP的检测方面面临不同的挑战。此外发展的一些用于测量细胞内ATP浓度的分析方法，大都采用离线方式，通过破碎细胞获得细胞提取物进行分析，不能实现实时、原位检测(Manfredi,G.;Yang,L.;Gajewski,C.D.;etal.MeasurementsofATPinmammaliancells.Methods,2002,26(4),317-326.Li,M.;Zhang,J.;Suri,S.;etal.Detectionofadenosinetriphosphatewithanaptamerbiosensorbasedonsurface-enhancedRamanscattering.AnalyticalChemistry,2012,84,2837-2842.)。相比之下，荧光成像法由于操作简便、成本经济、对分析物选择性高，同时能够实现对目标物的实时原位检测而显示出特定的优势。方酸染料是由方酸与富电子芳基化合物或胺类化合物缩合生成的1,3-二取代衍生物，是一类具有共振稳定的两性离子型结构的染料（Ajayaghosh,A.Chemistryofsquaraine-derivedmaterials:near-IRdyes,lowbandgapsystems,andcationsensors.Acc.Chem.Res.2005,38(6),449-459.）。该类化合物的显著特征是在可见光区至近红外光区（620-670nm）有窄而强的吸收带和较高的量子产率，摩尔吸光系数大于105L•mol-1•cm-1。这种光电特性主要来源于分子内强烈的供体-受体-供体（donor-acceptor-donor）间的电荷迁移作用。由于其兼有优异的荧光发射性能和电化学性能、良好的光学稳定性、易修饰等特点，在新一代化学小分子探针的设计上具有广阔的应用前景。本专利技术通过对方酸染料的结构进行优化，合成苯硼酸修饰的近红外方酸染料，并实现了其在ATP检测中的应用，具有良好发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种苯硼酸修饰的近红外方酸染料及其在细胞内ATP荧光成像检测中的应用。为实现上述目的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种苯硼酸修饰的近红外方酸染料，其特征在于：其结构式如下：
【技术特征摘要】
1.一种苯硼酸修饰的近红外方酸染料，其特征在于：其结构式如下：。2.一种制备如权利要求1所述的近红外方酸染料的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将吲哚修饰的苯硼酸衍生物和二氰基乙烯基方酸衍生物混合，溶于溶剂，N2保护下回流；（2）冷却至室温，减压除去溶剂，得粗产品；（3）经硅胶柱层析纯化，得到所述的近红外方酸染料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂由正丁醇和甲苯按体积比1:1组成；所述回流的时间为5小时；所述硅胶柱层析采用体积比为15:1的二氯甲烷和甲醇的混合溶液作为洗脱剂。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述吲哚修饰的苯硼酸衍生物的合成方法包括如下步骤：a）将2,3,3-三甲基吲哚和溴甲基苯硼酸混合，溶于溶剂，N2保护下回流分水；b）冷却至室温，减压除去溶剂，得粗产品；c）粗产品经硅胶柱层析纯化，得到所述吲哚修饰的苯硼酸衍生物；其中，步骤a）所用溶剂为乙腈；所述回流的时间为24小时；步骤c）所述硅胶柱层析采用体积比为20:1的二氯甲烷和甲醇的混合溶液为洗脱剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述2,3,3-三甲基吲哚的合成方法包括如下步骤：i）将苯肼与甲基异丙基酮溶于溶剂，再滴入浓硫酸加热回流；ii）冷却至室温，滴加NaOH溶液调至碱性后，用二氯甲烷萃取，减压除去溶剂；iii）经硅胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅南雁，王桂美，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35
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