靶向线粒体苝酐荧光探针及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种靶向线粒体苝酐荧光探针及其应用，本发明专利技术提供的靶向线粒体苝酐荧光探针的分子式为C104H108Br2N4O18P2，摩尔质量为1923.74。本发明专利技术提供的靶向线粒体苝酐荧光探针是在荧光基团苝酰亚胺两侧与两条水溶性的PEO链相连，极大地提高了该探针的亲水性；由于连接基团的存在，使得整个共轭平面增大，探针的荧光性能得到提高；在连接基团位置引入了三苯基膦阳离子，作为靶向基团，能够特异性结合到线粒体上；本发明专利技术还提供了靶向线粒体苝酐荧光探针在活细胞成像上的应用；并且还提供了靶向线粒体苝酐荧光探针的使用方法。本申请人通过实验证实，该荧光探针易于进入细胞内，细胞上载率很高，细胞通透性很好，并没有产生细胞毒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能高分子技术、分析化学和生物分析化学
，特别涉及一种靶向线粒体苝酐荧光探针及其应用。
技术介绍
荧光成像是一种非常有用的检测手段，它具有非离子低能量辐射、高敏感性、连续实时监测、无创性或微创性等优势，能够满足生物医学研究和临床治疗上的需求，在生物组织成像方面发展迅猛。尽管有时可以利用细胞内源分子的荧光进行荧光成像，但是仅仅依靠蛋白质的内源荧光还不能满足研究的需要，因此需要选择合适的荧光探针进行标记。荧光成像的核心问题是荧光分子探针的选择与优化。荧光探针的选择主要考虑以下几个方面：水溶性、荧光性、光学稳定性、毒性和pH适用范围、特异性和标记条件等[1]。苝酐因具有较大的平面共轭结构，本身就是一种性能优良的红色染料。两个萘单元通过两个sp2杂化的C-C单键相连而形成的一个大的共轭平面芳香体系，这种共轭大π键电子结构赋予了苝酐优异的光电性质和化学稳定性，使苝酐具有光化学稳定性强，荧光量子产率高等特点。不过，同时也使苝酐分子的溶解性变得很差，不利于苝酐的在现实应用中的推广。经过化学修饰，苝酐类化合物的溶解性和荧光量子产率均能够得到很大程度的提高。苝酐核的化学修饰位置可以有两种方式：第一种是在苝酐环上的1,6,7,12位(即bay区域)引入取代基(如卤素等)。此位置取代基的引入，使得苝类衍生物的荧光性能发生显著的变化，同时它的溶解性能也会得到相应的改善。第二种是在酐的O原子上引入不同的取代基。这是一种有效改善苝酐溶解性的手段。此位置取代基的引入并没有使得苝酐化合物的光电性能发生明显改变。研究发现，苝酐衍生物的溶解性，主要取决于酐位取代基的影响。大尺寸取代基团(如燕尾取代基)的引入可以减弱苝酐分子间的π-π堆积。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种靶向线粒体苝酐荧光探针，其在荧光基团苝酰亚胺两侧与两条水溶性的PEO链相连，极大地提高了该探针的亲水性；由于连接基团的存在，使得整个共轭平面增大，探针的荧光性能得到提高；在连接基团位置引入了三苯基膦阳离子，作为靶向基团，能够特异性结合到线粒体上；本专利技术还有一个目的是提供一种靶向线粒体苝酐荧光探针在荧光成像中的应用，保证了很高的细胞上载率，易于检测完整细胞形态；本专利技术还有一个目的是提供一种靶向线粒体苝酐荧光探针的使用方法，在合适的荧光探针浓度和处理时间的情况下，其能够保证该荧光探针的细胞上载率接近100％，并且不会产生细胞毒性。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种靶向线粒体苝酐荧光探针，其结构式为：所述靶向线粒体苝酐荧光探针的分子式为C104H108Br2N4O18P2，摩尔质量为1923.74。一种靶向线粒体苝酐荧光探针在活细胞荧光成像中的应用，其中，所述靶向线粒体苝酐荧光探针与线粒体结合。一种靶向线粒体苝酐荧光探针的使用方法，包括以下步骤：将活细胞加入到含有探针浓度n≥1μg/mL的探针溶液中处理一定时间。优选的是，将活细胞加入到含有探针浓度n≥10μg/mL的探针溶液中处理至少60min。优选的是，将活细胞加入到含有探针浓度n≥10μg/mL的探针溶液中处理60-120min。优选的是，所述探针溶液中探针浓度为10μg/mL≤n≤100μg/mL。优选的是，所述探针溶液中探针浓度为n＝20μg/mL。本专利技术至少包括以下有益效果：PEO链是药物输运时应用最广泛的侧基，它可以降低药物输运载体与血细胞的反应，提高荧光探针的水溶性和生物相容性。本申请在荧光基团苝酰亚胺两侧与两条水溶性的PEO链相连，极大地提高了该探针的亲水性；由于连接基团的存在，使得整个共轭平面增大，探针的荧光性能得到提高；在连接基团位置引入了三苯基膦阳离子，作为靶向基团，能够特异性结合到线粒体上；在合适的荧光探针浓度和处理时间的情况下，本专利技术提供的荧光探针的细胞上载率接近100％，说明本专利技术提供的荧光探针很容易进入细胞内，并与线粒体的内膜结合，细胞上载率很高，细胞通透性很好，并且没有产生细胞毒性，适用于对活细胞进行显微成像。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术的TMAFP探针在不同浓度下对HeLa细胞活性的影响的柱形图；图2为实施例2中空白样的共聚焦检测成像照片：其中，图2a为合图，图2b为荧光照片和图2c明场照片；图3为实施例2中荧光探针浓度为0.5μg/ml的共聚焦检测成像照片：其中，图3a为合图，图3b为荧光照片和图3c明场照片；图4为实施例2中荧光探针浓度为1μg/ml的共聚焦检测成像照片；B为荧光谱图；其中，图4a为合图，图4b为荧光照片和图4c明场照片；图5为实施例2中荧光探针浓度为10μg/ml的共聚焦检测成像照片；B为荧光谱图；其中，图5a为合图，图5b为荧光照片和图5c明场照片；图6为实施例2中荧光探针浓度为20μg/ml的共聚焦检测成像照片；其中，图6a为合图，图6b为荧光照片和图6c明场照片；图7为实施例2中荧光探针浓度为50μg/ml的共聚焦检测成像照片；其中，图7a为合图，图7b为荧光照片和图7c明场照片；图8为实施例2中在HeLa细胞内的共聚焦检测成像照片：其中，8A、明场，8B、TMAFP探针，8C、商用染料MitotrackerRed，8D、ABC合图，8E、BC合图，8F、HeLa细胞TMAFP探针和MitotrackerRed的选定研究区域(E中白线)的强度空间分布图；图9为实施例3中探针浓度为0、1、10、20、50、100μg/mL时得到流式细胞分析图，其中，a、b、c、d、e和f分别对应六个荧光探针浓度为0、0.01、0.1、0.2、0.5和1.0μg/mL；图10为实施例3中探针浓度为0、0.01、0.1、0.2、0.5、1.0μg/mL时得到的直方图，其中，a、b、c、d、e和f分别对应六个荧光探针浓度为0、0.01、0.1、0.2、0.5和1.0μg/mL。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例1一种靶向线粒体苝酐荧光探针，其特征在于，其结构式为：所述靶向线粒体苝酐荧光探针的分子式为C104H108Br2N4O18P2，摩尔质量为1923.74。实施例2如上述实施例1的靶向线粒体苝酐荧光探针在活细胞荧光成像中的应用。本专利技术申请人应用本探针对活细胞标记并进行了细胞毒性和成像分析，具体实验方法如下：2.1试剂如下表1所示：表1试剂2.2仪器如下表2所示：表2仪器2.3细胞培养(1)将人宫颈癌细胞(HeLa)接种在含10％胎牛血清、100U/mL的链霉素、100U/mL的青霉素的高糖DMEM培养基上；(2)在37℃，5％CO2的孵育箱中进行培养，每24个小时更替一次培养基；(3)当细胞生长到80％后，用0.25％胰蛋白酶消化传代。2.4细胞毒性实验及结果分析：2.4.1本实验采用CCK-8细胞试剂盒来测定细胞生存率，步骤如下：(1)收集细胞，加细胞悬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶向线粒体苝酐荧光探针，其特征在于，其结构式为：所述靶向线粒体苝酐荧光探针的分子式为C104H108Br2N4O18P2，摩尔质量为1923.74。

【技术特征摘要】
1.一种靶向线粒体苝酐荧光探针，其特征在于，其结构式为：所述靶向线粒体苝酐荧光探针的分子式为C104H108Br2N4O18P2，摩尔质量为1923.74。2.一种如权利要求1所述的靶向线粒体苝酐荧光探针在活细胞荧光成像中的应用，其中，所述靶向线粒体苝酐荧光探针与线粒体结合。3.一种如权利要求1所述的靶向线粒体苝酐荧光探针的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将活细胞加入到含有探针浓度n≥1μg/mL的探针溶液中处理一定时间。4.如权利要求3所述的靶向线粒体苝酐荧光探针的使用方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红梅，刘恺，崔哲，张树晨，刘微，姜春燕，李晓幸，曹丽丽，高保祥，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北;13