一种荧光标记的氨基酸及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种荧光标记的氨基酸，具有式I所示的结构：

【技术实现步骤摘要】
一种荧光标记的氨基酸及其制备方法和用途
本专利技术属于医学生物检测
，具体涉及一种荧光标记的氨基酸及其制备方法和用途。
技术介绍
荧光标记技术是指将能发射荧光的物质通过共价结合或物理吸附等方式标记于所研究分子的某个基团上，用它的荧光特性来反映研究对象的信息。利用荧光标记试剂与被研究对象(核酸、蛋白、多肽等)吸附或共价结合后其荧光特性发生改变，从而反映出有关研究对象性能的信息。随着现代医学、生物学技术的不断发展，新型荧光标记染料的发现以及各种先进荧光检测技术和仪器，如流式细胞仪(FCM)、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)等的应用，作为一种非放射性的标记技术，荧光标记具有操作简便、稳定性高、灵敏度高和选择性好等特点，可广泛应用于细胞内外物质检测、组织及活体动物标记成像、药物分析、病理模型研究及疾病早期诊断等，在生物医学研究领域里发挥着重要的作用。蛋白质作为构成生命体系的三大物质基础之一，几乎参与着生命活动的每一个环节，在生命的诞生、成长和繁衍过程中起着决定性的作用。许多疾病的发生也与多肽、蛋白质在体内发生变异有着密切的关系。因此选择与重大疾病密切相关的蛋白质、多肽以及氨基酸残基作为靶标，发展具有高选择性，高灵敏度的检测方法，对生命奥秘的揭示，疾病的早期诊断与药物的筛选有着重大的意义。目前诊断多肽及蛋白质的检测方法主要有免疫标记法，同位素标记法和荧光检测法等，荧光检测法因其具有灵敏度高、选择性好，动态响应范围宽，能在活体内检测等优点在蛋白质检测中得以广泛应用。例如，液相芯片在荧光微球的表面偶联核酸探针分子，荧光微球是在微米级聚合物微球中装入不同发光波长和强度水平组合的荧光材料形成的具有不同荧光信号编码的球体；荧光微球表面可以偶联与目标分子(例如：抗原)结合的探针分子(例如：特异性抗体)，再加入标记有另一种荧光信号的报告分子(例如：特异性抗体)，就构成了液相芯片的反应系统。待测的目标抗原可以同时与探针分子和报告分子结合，利用荧光微球的荧光信号实现对目标抗原的定性分析，利用报告分子的荧光强度实现对目标抗原的定量/半定量检测。应用液相芯片可同时进行多样品检测，从而实现在一个样本中的多种抗原分子的多元定量分析。但是，目前的液相芯片技术尚存在以下缺陷：1、荧光染料斯托克斯位移一般不超过30nm，荧光染料易淬灭、信号不稳定，且不利于实现不同荧光信号之间的区分；2、液相芯片中需要预先制作荧光微球，再以荧光微球偶联探针分子，导致液相芯片的制作步骤繁琐，另外，受到荧光微球中荧光信号种类的限制，目前仅能实现对100种左右探针分子的荧光标记。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中荧光标记的探针分子存在荧光信号不稳定、无法有效区分不同的荧光信号，以及标记探针分子的荧光信号种类少的缺陷。为此，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种荧光标记的氨基酸，具有式I所示的结构：其中，R1选自烷基、环烷基、芳基和杂环基中的一种，R2为任一氨基酸侧链基团，X为卤素。优选地，上述的荧光标记的氨基酸，具有式II所示的结构：其中，R1选自烷基、环烷基、芳基和杂环基中的一种，R2为任一氨基酸侧链基团。优选地，上述的荧光标记的氨基酸，所述R2选自-H、-CH3、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)2、-CH(CH3)CH2CH3、CH2COOH、-CH2C(O)NH2、-CH2CH2COOH、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2C(O)NH2、-CH2CH2SCH3、-CH2CH2CH2NHCH(NH)NH2、-CH2OH、-CH(OH)CH3和-CH2SH。第二方面，本专利技术提供了上述的荧光标记的氨基酸的制备方法，包括如下步骤：S1.将中间体1溶于有机溶剂，加入第一催化剂后搅拌，然后与中间体2和三乙胺混合，搅拌4～6h；将反应溶液洗涤，干燥，浓缩，重结晶，制得中间体3；S2.中间体3溶于无水乙醚中，冰浴下加入第二催化剂，室温反应0.5～2h，继续加入乙酸乙酯，调节pH为6.5～7.5，过滤，干燥，浓缩，分离得到中间体4；S3.中间体4溶于无水THF，继续加入三乙胺和甲磺酰氯，搅拌反应3～5h后，洗涤反应溶液，干燥，浓缩，制得中间体5；S4.将式Q所示的荧光染料溶于DMF，加入碱金属盐，搅拌后，加入中间体5，反应过夜；然后将反应溶液倒入乙酸乙酯，洗涤反应溶液，浓缩，重结晶制得中间体6；S5.中间体6加入甲苯中，搅拌均匀，加入硅胶，加热回流，反应结束后过滤，清洗硅胶，滤液蒸干，制得式I所示的荧光标记的氨基酸；反应路线如下所示：优选地，上述的制备方法，所述中间体1通过下述步骤制得：将式B所示的氨基酸溶于碱溶液中，氨基酸溶于碱溶液中，向其中逐渐滴加碳酸二叔丁基酯的无水THF溶液，然后依次在冰浴和室温下搅拌，控制反应过程在碱性环境下进行；反应结束后，去除THF，洗涤反应溶液，干燥，浓缩，制得所述中间体1；反应路线如下所示：优选地，上述的制备方法，所述有机溶剂为二氯甲烷，所述第一催化剂为1-羟基苯并三唑和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的混合物，所述第二催化剂为四氢铝锂。优选地，上述的制备方法，所述式Q所示的荧光染料通过如下步骤制备：(1)中间体I’-1制备将苯肼加入冰乙酸中，搅拌，缓慢滴加3-甲基-2-丁酮，滴加完毕后加热至60-65℃，反应3-4小时，萃取，浓缩，精制，得到中间体I’-1；其中，苯肼和3-甲基-2-丁酮的摩尔比为1：(1.0-1.2)；(2)中间体I’-2制备将中间体I’-1和1,2-二溴乙烯加入甲苯中，氮气保护，加热回流反应16-18小时，冷却，析出固体，即中间体I’-2；其中，中间体I’-1和1,2-二溴乙烯的摩尔比为1：(1.5-2.0)；(3)中间体I’-4制备将干燥的N，N-二甲基甲酰胺加到干燥的二氯甲烷中，冰浴下加入三氯氧磷的二氯甲烷溶液，搅拌，加入环己酮，撤去冰浴，加热回流反应2-3小时，将反应液倒入碎冰中，静置过夜，析出固体，即中间体I’-4；其中，环己酮、N，N-二甲基甲酰胺、三氯氧磷的摩尔比为1：(1.0-1.1)：(1.0-1.05)；(6)中间体I’-5制备将中间体I’-2和中间体I’-4加至正丁醇和甲苯的混合液中，加热回流2-3小时，析出固体，过滤得到中间体I’-5；(7)化合物Q制备将中间体I’-5与Br-R1-OH发生氨基取代反应，反应过程中加入NaOH，生产化合物Q；合成路线如下所示：优选地，上述的制备方法：所述步骤(1)中，所述苯肼和3-甲基-2-丁酮的摩尔比为1：(1.0-1.2)；所述步骤(2)中，所述中间体I’-1和1,2-二溴乙烯的摩尔比为1：(1.5-2.0)；所述步骤(3)中，所述环己酮、N，N-二甲基甲酰胺、三氯氧磷的摩尔比为1：(1.0-1.1)：(1.0-1.05)。第三方面，本专利技术提供了上述的荧光标记的氨基酸在制备荧光探针中的用途。优选地，上述的用途，所述荧光探针为多肽荧光探针和/或蛋白荧光探针。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的一种荧光标记的氨基酸，具有式I所示的结构。式I所示结构的化合物由任一氨基酸分子与式Q所示的荧光染料分子共价结合形成，其中式Q所示的荧光染料分子的斯托克斯位移大，荧光信号稳定，荧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光标记的氨基酸，其特征在于，具有式I所示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种荧光标记的氨基酸，其特征在于，具有式I所示的结构：其中，R1选自烷基、环烷基、芳基和杂环基中的一种，R2为任一氨基酸侧链基团，X为卤素。2.根据权利要求1所述的荧光标记的氨基酸，其特征在于，具有式II所示的结构：其中，R1选自烷基、环烷基、芳基和杂环基中的一种，R2为任一氨基酸侧链基团。3.根据权利要求1或2所述的荧光标记的氨基酸，其特征在于，所述R2选自-H、-CH3、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)2、-CH(CH3)CH2CH3、-CH2COOH、-CH2C(O)NH2、-CH2CH2COOH、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2C(O)NH2、-CH2CH2SCH3、-CH2CH2CH2NHCH(NH)NH2、-CH2OH、-CH(OH)CH3和-CH2SH。4.一种如权利要求1-3任一项所述的荧光标记的氨基酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将中间体1溶于有机溶剂，加入第一催化剂后搅拌，然后与中间体2和三乙胺混合，搅拌4～6h；将反应溶液洗涤，干燥，浓缩，重结晶，制得中间体3；S2.中间体3溶于无水乙醚中，冰浴下加入第二催化剂，室温反应0.5～2h，继续加入乙酸乙酯，调节pH为6.5～7.5，过滤，干燥，浓缩，分离得到中间体4；S3.中间体4溶于无水THF，继续加入三乙胺和甲磺酰氯，搅拌反应3～5h后，洗涤反应溶液，干燥，浓缩，制得中间体5；S4.将式Q所示的荧光染料溶于DMF，加入碱金属盐，搅拌后，加入中间体5，反应过夜；然后将反应溶液倒入乙酸乙酯，洗涤反应溶液，浓缩，重结晶制得中间体6；S5.中间体6加入甲苯中，搅拌均匀，加入硅胶，加热回流，反应结束后过滤，清洗硅胶，滤液蒸干，制得式I所示的荧光标记的氨基酸；反应路线如下所示：5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述中间体1通过下述步骤制得：将式B所示的氨基酸溶于碱溶液中，氨基酸溶于碱溶液中，向其中逐渐滴加碳酸二叔丁基酯的无水THF溶液，然后依次在冰浴和室温下搅拌，控制反应过程在碱性环境下进行；反应结束后，去除THF，洗涤反应溶液，干燥，浓缩，制得所述中间体1；反应路...

【专利技术属性】
技术研发人员：车团结，
申请(专利权)人：苏州百源基因技术有限公司，兰州百源基因技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32