一种荧光探针及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种荧光探针，如式(I)所示；其中，R

【技术实现步骤摘要】
一种荧光探针及其制备方法
本专利技术属于核酸检测
，尤其涉及一种荧光探针及其制备方法。
技术介绍
核酸不但是一切生物细胞的基本成分，还对生物体的生长、发育、繁殖、遗传及变异等重大生命现象起主宰作用。核酸大分子分为两类：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，在蛋白质的复制和合成中起着储存和传递遗传信息的作用。G-四链体(G-quadruplex)是一种特殊的核酸二级结构。人类基因组中很多富鸟嘌呤区域具有形成这一结构的能力，包括端粒末端鸟嘌呤重复序列，以及多种基因的启动子区域，如c-kit、c-myc、c-myb、Bcl-2、Pdgf、Hras、Vegf、Rb和胰岛素基因等。G-四链体结构具有多态性，链的数量和取向、loop的连接方式以及鸟嘌呤的糖苷扭转角以及与羰基负电中心配位的金属离子等多方面决定了G-四链体的类型和构象，这些差异性也为蛋白和小分子化合物提供了多个识别位点。根据链的取向不同，G-四链体分为正平行，反平行与混合型三种构象。G-四链体结构的形成对于体内的一系列生理过程都存在调控作用。研究证明，某些启动子区域的G-四链体结构会显著影响基因的转录和翻译水平，因此G-四链体结构被认为是起到分子开关的功能，其形成和拆散可能涉及到信号传导、细胞凋亡和细胞增殖等一系列体内重要的生理过程。所以，在体内或者体外试验中，能够特异性地检测出G-四链体结构的存在或者形成，对于研究G-四链体结构的相关生物学功能以及开发以G-四链体结构为靶点的抗癌药物等方面都具有非常重要的作用。随着生物技术的发展，对于核酸标记的要求越来越高，以往通过同位素效应来进行DNA分子测序的方法已经无法满足需求，而荧光标记作为一种具有检测速度快、重复性好、用样量少、无辐射等优点的标记技术受到广泛重视，并取得迅速发展。目前，已经发现的染色剂有卟啉类、菁类、苯乙烯类等，但是他们的合成的染色剂并没有给今后的工作提供一个简单、可靠成熟的参考性及给下一步的合成提供一个指导的意义，且其对G-四链体的应刚性与选择性并不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种对G-四链体具有较高的荧光响应与选择性的荧光探针及其制备方法。本专利技术提供了一种荧光探针，如式(I)所示：其中，R1与R2各自独立地选自H或芳香乙烯基团，且至少一个为芳香乙烯基团；R3选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C6的烷基；R4选自C1～C6的烷基。优选的，所述芳香乙烯基团选自式(1)～式(4)中的一种：其中，R5～R11各自独立地选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2、C1～C6的烷基或C3～C6的环烷基；X、Y各自独立地为C或N，且不同时为N。优选的，如式(2a)～(2h)的一种所示：本专利技术还提提供了一种荧光探针的制备方法，包括：将式(II)所示的化合物与芳香醛反应，得到式(I)所示的荧光探针；其中，R1与R2各自独立地选自H或芳香乙烯基团，且至少一个为芳香乙烯基团；R3选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C6的烷基；R4选自C1～C6的烷基；R12与R13各自独立地选自H或CH3，且不同时为H。优选的，所述式(II)所示的化合物按照以下方法制备：将式(III)所示的化合物与烷基碘反应，得到式(II)所示的化合物；其中，R3选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C6的烷基；R12与R13各自独立地选自H或CH3，且不同时为H；所述烷基碘中烷基的碳原子数为1～6。优选的，所述芳香醛选自式(IV)～式(VII)中一种：其中，R5～R11各自独立地选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2、C1～C6的烷基或C3～C6的环烷基；X、Y各自独立地为C或N，且不同时为N。本专利技术还提供了上述荧光探针在检测核酸G-四链体结构中的应用。本专利技术还提供了上述荧光探针在检测水溶液中核酸G-四链体结构中的应用。本专利技术还提供了上述荧光探针在检测琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶中核酸G-四链体结构中的应用。本专利技术还提供了上述荧光探针在检测细胞中核酸G-四链体结构中的应用。本专利技术提供了一种荧光探针，如式(I)所示；其中，R1与R2各自独立地选自H或芳香乙烯基团，且至少一个为芳香乙烯基团；R3选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C6的烷基；R4选自C1～C6的烷基。与现有技术相比，本专利技术提供的荧光探针由于具有较大的电子共轭体系和平面，探针分子内的电荷转移效应的强弱可以影响分子的荧光发射强度，当与G-四链体结构发生特异性的作用后，分子内的可转动的双键的柔性受到限制，使分子内电荷转移效应增强，荧光也有明显增强；同时，该类探针的分子结构的柔性的共轭平面，具有可以转动的键，使其可以比较容易堆积在G-四分体的平面上，进而与G-四链体具有较强的作用力，同时与其他二级结构的核酸作用较弱，因此，将该探针与不同二级结构的核酸混合时，如果该核酸是G-四链体结构时，其与探针分子间的特异性作用，产生荧光光谱的改变，当核酸的二级结构为其他结构时，则不会产生明显的信号变化；并且本专利技术提供的荧光探针具有较低的生物毒性、光毒性和光漂白性，光稳定性较好，也具有良好的水溶性和良好的细胞膜通透性。附图说明图1是本专利技术实施例9中得到的化合物2e与AT、Da21、Ds26、Telo21、Bcl-2、RNA六种核酸在1:1浓度下的荧光谱图；图2是本专利技术实施例9中得到的化合物2e滴定G-四链体DNA(Talo21)的荧光谱图；图3是本专利技术实施例9中得到的化合物2e滴定G-四链体DNA(Talo21)的荧光光谱中C与F-F0)/F0拟合的曲线图；图4是本专利技术实施例9中得到的化合物2e与双链DNA(Ds26、At)、单链DNA(Da21)、RNA和G-四链体(Bcl-2、Telo21)的聚丙酰胺凝胶电泳图；图5是本专利技术实施例9中得到的化合物2e、染料DAPI染PC3细胞和2e与染料DAPI复染PC3细胞的成像图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中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做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。本专利技术提供了一种荧光探针，如式(I)所示：其中，R1与R2各自独立地选自H或芳香乙烯基团，且至少一个为芳香乙烯基团；R3选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C6的烷基，优选选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C4的烷基，更优选选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C2的烷基；R4选自C1～C6的烷基，优选为C1～C4的烷基，更优选为C1～C3的烷基，再优选为C1～C2的烷基。按照本专利技术，所述芳香乙烯基团为本领域技术人员熟知的芳香乙烯基团即可，并无特殊的限制，本专利技术中其优选为C8～C20的芳香乙烯基团，更优选为C8～C15的芳香乙烯基团，再优选为式(1)～式(4)中的一种：其中，R5～R11各自独立地选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2、C1～C6的烷基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光探针，如式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种荧光探针，如式(I)所示：其中，R1与R2各自独立地选自H或芳香乙烯基团，且至少一个为芳香乙烯基团；R3选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C6的烷基；R4选自C1～C6的烷基。2.根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于，所述芳香乙烯基团选自式(1)～式(4)中的一种：其中，R5～R11各自独立地选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2、C1～C6的烷基或C3～C6的环烷基；X、Y各自独立地为C或N，且不同时为N。3.根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于，如式(2a)～(2h)的一种所示：4.一种荧光探针的制备方法，其特征在于，包括：将式(II)所示的化合物与芳香醛反应，得到式(I)所示的荧光探针；其中，R1与R2各自独立地选自H或芳香乙烯基团，且至少一个为芳香乙烯基团；R3选自H、F、Cl、Br、OH、OCH3、N(CH3)2或C1～C6的烷基；R4选自C1～C6的烷基；R12与R13各自独立地选自H或CH3，且不同时为H。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述式(II)所示的化合物按照以下方法制备：将式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢宇靖，郭晓路，张焜，黄宝华，郑园园，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44