一类噁嗪类化合物在制备近红外荧光探针中的应用，所述的噁嗪类化合物具有通式F的结构；所述及的噁嗪类化合物对RNA分子具有特异性响应，能够快速进入细胞，与细胞核内RNA分子迅速结合并发出较强信号的荧光。对组织细胞的损伤较小，光透过性好，组织细胞的自发荧光对其干扰较小。本发明专利技术基于此将所述的具有通式F的噁嗪类化合物应用于制备近红外荧光探针，该近红外荧光探针产品可以仅仅包含通式F的噁嗪类化合物中的一种或多种，或者含有所述噁嗪类化合物的混合物，也可以是包括所述噁嗪类化合物及检测用试剂的试剂盒。
Application of benzoxazine in preparation of near infrared fluorescent probes
A class of oxazine compounds by using near infrared fluorescent probe in the system, the oxazine compounds having the formula F structure; oxazine compounds and the specificity of response to the RNA molecule, can quickly enter the cell nucleus and RNA molecules bind rapidly and emit strong fluorescence signal. The damage to the tissue cells is small, the light transmission is good, and the autofluorescence of the tissue cells is less disturbed. This will be the invention has the oxazine compounds using the F formula in the preparation of near infrared fluorescent probe based on the near infrared fluorescent probe products can only contain one or more oxazine compounds of formula F, or containing the oxazine compounds mixture can also be included the oxazine compounds and kit for detection reagent.
【技术实现步骤摘要】
噁嗪类化合物在制备近红外荧光探针中的应用
本专利技术涉及一类噁嗪化合物在生物专一性识别检测中的新应用。
技术介绍
目前，荧光探针在生物、医疗等领域中发挥的巨大作用，逐渐成为人们的研究热门。从荧光染料分子被发现之初到现在的两百多年间，人们已经取得了众多研究成果。发展较为成熟的荧光染料包括菁类染料、氟硼吡咯、香豆素、罗丹明、荧光素、尼罗蓝等，人们通过在其母体环上连接一系列官能团进行修饰，合成了多种具有检测功能的荧光探针分子，用于目标分子实现可视化监测。荧光染料分子已被应用于发光材料及传感器、环境污染检测、生物研究、医疗诊断等众多领域。值得一提的是，荧光探针在医疗健康方面发挥着重要作用。它们可以进入细胞，对细胞内各种亚细胞结构进行标识定位，直观的区分正常细胞及病变细胞，从而确定病症根源，有利于针对性治疗疾病。生物体的遗传信息大都记录于脱氧核糖核酸(DNA)及核糖核酸(RNA)上，因此核酸的一系列生物活动是否正常对生物体维持正常生命便显得尤为重要。若核酸的转录及复制等过程发生异常，便会对生物体的健康产生极大威胁，因此实现对核酸的实时监测，对各种重大疾病的预防及治疗具有实际意义。核糖核酸(RNA)在一个正常细胞的一生中处于绝对重要的地位，在细胞的编码、解码、调控、基因的表达等过程中发挥着无可替代的作用。核糖核酸(RNA)连同脱氧核糖核酸(DNA)一同构成生物重要大分子核酸，二者相互依存，不可分割。他们与生物体维持正常生命一切活动均有十分密切的关系。例如，DNA上记录着生物体必要的遗传信息，而DNA大部分存在与细胞核中，要传递这些遗传信息则必须要通过RNA。生物细胞通过腺嘌呤(G)、鸟嘌呤(A)、尿嘧啶(U)和胞嘧啶(C)之间的互补配对关系，由DNA转录为信使核糖核酸(m-RNA)，由转运核糖核酸(t-RNA)转运所需氨基酸，在核糖体(r-RNA)上进行蛋白质的组装来表达遗传信息，以此指导细胞中各个细胞器协同作用合成维持生命活性的各种必须蛋白质。蛋白质的合成过程充分表达了RNA分子在细胞中发挥着极其重要的作用，而DNA、RNA及蛋白质三者成为构成各种生命形式必要的三大高分子物质。并且，目前已知许多病毒编码遗传信息并不是贮存与DNA上，而是记录于单链的RNA上为其基因组。有研究表明，许多严重的疾病跟RNA行为异常有关。神经退行性疾病如老年痴呆症，作为一种复杂的神经性紊乱，已证明与蛋白质和RNA分子之间的相互作用有关；线粒体RNA代谢若发生缺陷则有可能发展为心肌症、线粒体肌症及铁粒幼红细胞性贫血等；癌症的发生也与RNA的异常转录与表达有关。因此，检测RNA分子在不同状态下的转录及表达的其情况成为这些重大疾病病理学研究的一大热点，这些研究对医疗诊断具有重要意义，截至目前，在这一方向，人们已经取得了一定成果，一些核酸荧光探针以其在细胞中进行成像的突出优点被逐渐开发出来(StevensN.,O’ConnorN.A.,VishwasraH.,etal.,J.Am.Chem.Soc.,2008,130,7182-7183.O’ConnorN.A.,StevensN.,SamarooD.,etal.,Chem.Commun.,2009,2640-2642.LiZ.,SunS.,YangZ.,etal.,Biomaterials,2013,34,6473-6481.SongG.,MiaoF.,SunY.,etal.,Sens.ActuatorsBChem.,2012,173,329-337.LiuY.,ZhangW.,SunY.,etal.,DyesandPigments,2014,103,191-201.)。但是，当前报道的探针中，普遍存在染色浓度大，孵育时间长，探针细胞毒性大等尚待改进的不足。
技术实现思路
本专利技术公开一类噁嗪类化合物在制备近红外荧光探针中的应用，所述的噁嗪类化合物具有通式F的结构：通式F中，所述的R1、R2和R3各自独立地选自氢和C1-20的取代或未取代烷基；所述的取代烷基由下述基团任意取代：卤素、羟基、烷氧基(醚)、醛基、羰基、胺基、羧基、酯基、酰胺基、硝基或磺酸基；所述的X选自磷酸根，硫酸根，硫酸氢根，硝酸根，氯负离子，溴负离子，碘负离子或高氯酸根。本专利技术中所述及的具有通式F的噁嗪类化合物对RNA分子具有特异性响应，能够快速进入细胞，与细胞核内RNA分子迅速结合并发出较强信号的荧光。无论在体外实验还是在固定细胞或活细胞实验中，均对RNA体现较好的专一性识别标记。进一步通过一系列性能测试，发现该探针分子在水体系中具有近红外的最大吸收波长(约665nm)及最大发射波长(约695nm)，长波长的激发及发射波长光能量较低，对组织细胞的损伤较小，并且光透过性好，组织细胞的自发荧光对其干扰较小。并且在多种不同的有机溶剂中的荧光量子产量与其相应的荧光强度相应。所述的化合物具有一定水平的水溶性，同时具有良好的细胞膜通透性，并且生物毒性、光毒性、光漂白性均较低。其光谱范围与生物样品的光谱范围有足够大的差异。再者，所述化合物具有较好的光稳定性、也能够在生理pH值条件下稳定存在，有利于其应用于生物体内发挥荧光探针功能。本专利技术也是基于此将所述的具有通式F的噁嗪类化合物应用于制备近红外荧光探针，该近红外荧光探针产品可以仅仅包含通式F的噁嗪类化合物中的一种或多种，或者含有所述噁嗪类化合物的混合物，也可以是包括所述噁嗪类化合物及检测用试剂的试剂盒。附图说明本专利技术附图12幅：图1是探针化合物F-1的结构式。图2是探针化合物F-1在乳腺癌细胞(MCF-7)中的标记实验结果(实施例2)。将F-1-DMSO溶液加入到含有2mL培养基的MCF-7细胞中震荡，用激光共聚焦显微镜成像。选取代表性区域，用油镜(60×)观察，重复三次。图2(a)F-1通道；图2(b)为细胞明场图；图2(c)为(a)与(b)混合通道。图3是探针化合物F-1在活体昆明鼠中的标记实验(实施例3)。活体昆明鼠注射10％水合氯醛(10mg/Kg)麻醉，再吸入适量异氟醚加深麻醉并轻度抑制呼吸(将运动及呼吸伪影减少到最低)，F-1-DMSO溶液用纯PBS稀释1000倍后注射入活体昆明鼠腹部。将活体昆明鼠置于小动物成像仪中，采取仰卧位置于固定板上进行成像。图4是探针化合物F-2在体外PBS中对RNA的响应(实施例5)。将F-2-DMSO溶液加入到含有不同浓度酵母RNA与小牛胸腺DNA的PBS溶液中，振荡，分别测试溶液的荧光强度。以核酸含量为横坐标，溶液荧光强度与对照溶液(F-2-DMSO溶液加入PBS中)荧光强度的比值为纵坐标作图。图5是探针化合物F-2在肝癌细胞(HepG2)中标记实验(实施例6)。将F-2-DMSO溶液加入到含有培养基的HepG2细胞中(细胞预先在37℃，5％CO2下将加入商业化染料Hoechst-33342与商业化染料RNASelectTM于培养基中孵育20分钟。然后，PBS震荡漂洗5min×3，再加入细胞培养基)震荡，用激光共聚焦显微镜成像。选取代表性区域，用油镜(60×)观察，重复三次。图5(a)为商业化染料Hoechst-33342通道；图5(b)为商业化染料RNASelectTM通道；图5(c)为F-2通道；图5(d)为(a)与(b)混合通道；图5本文档来自技高网...
【技术保护点】
噁嗪类化合物在制备近红外荧光探针中的应用，所述的噁嗪类化合物具有通式F的结构：
【技术特征摘要】
1.噁嗪类化合物在制备近红外荧光探针中的应用，所述的噁嗪类化合物具有通式F的结构：通式F中，所述的R1、R2和R3各自独立地选自氢和C1-20的取代或未取代烷基；所述的取代烷基由下述基团任意取代：卤素、羟基、烷氧基、醛基、羰基、胺基、羧基、酯基、酰胺基、硝基或磺酸基；所述的X选自磷酸根，硫酸根，硫酸氢根，硝酸根，氯负离子，溴负离子，碘负离子或高氯酸根。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，通式F中所述的R1、R2和R3各自独立地选自氢和C1-14的取代或未取代烷基。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，通式F中所述的R...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭孝军，姚起超，李海东，樊江莉，王静云，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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