一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针及应用制造技术

一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针及应用，其属于精细化工领域。在生物成像领域，细胞活动的可视化研究具有重要的意义。定位于细胞器的比率pH探针主要通过连接特定的Tag来实现细胞器靶向，比如引入吗啉来实现溶酶体的定位，引入三苯基膦实现线粒体的靶向，使用Hoechst实现DNA靶向等。而直接在比率pH探针的基础上引入Tag位点往往存在合成步骤增加，分离难度增大等一系列问题，所以开发一种通用平台至关重要。BODIPY和罗丹明摩尔消光系数及荧光量子产率高，光谱窄，光谱匹配等优势非常适合构建FRET机理的比率pH探针，该类化合物具有较高的生物兼容性，能够与比率PH特异性结合，同时具有细胞器靶向性的功能。

【技术实现步骤摘要】
一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针及应用
本专利技术涉及一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针及应用，其属于精细化工领域。
技术介绍
细胞器在维持细胞正常的生理活动中发挥着各自不同的作用，但是，它们生理功能的正常发挥需要在一定的pH范围内进行，pH异常往往导致一系列生理疾病的发生，比如溶酶体pH大约在4-6之间，这是保证各种酶活性的必要条件，对于降解细胞内衰老细胞器及各种物质起到了至关重要的作用，而一旦pH异常，水解酶的活性降低甚至失活，相应的生理功能会遭到破坏。在生物领域，细胞器pH的可视化研究对于细胞活动具有重要意义。传统的比率pH探针通过额外引入相应的Tag基团实现细胞器靶向，这加大了合成难度。为了降低合成难度，提高探针的性能，合成一类具有较高的生物兼容性的功能性细胞器靶向染料具有重要的研究价值。
技术实现思路
为了寻找一类具有优异细胞器靶向性的荧光染料，实现细胞器的可视化和研究细胞器pH对细胞生理活动的影响，本专利技术提供了一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针及应用。本专利技术采用的技术方案是：一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针，该类探针具有如下结构通式：通式中，其中：n1＝0-11的整数，n2＝0-5的整数，m1＝0-11的整数，n3＝0-11的整数，m2＝0-11的整数，n4＝0-5的整数，n5＝0-5的整数，m3＝0-11的整数，Y1、Y2和Y3结构中的n1、n2、n3、n4、m1、m2和m3可为不同值。>其中：n＝0-18的整数，m＝0-18的整数，X-为阴离子，所述阴离子为BF4-、Cl-、Br-、I-、NO3-、SO42-、ClO4-、CH3COO-、CH3SO3-或CF3SO3-。所述所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，R1和R2可为不同基团。R3,R4,R7,R8,R9和R3,R4,R7,R8,R9和R10可为不同基团。或与同侧N原子及苯环上碳原子构成的六元环状结构，其中：n6＝0-18的整数，R5和R6可为不同基团。一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针的制备方法，该类探针通过均苯三叠氮上的叠氮基与带有炔基的氟硼吡咯，罗丹明和Tag进行三步Click反应得到，制备方法如下：其中：Y1、Y2、Y3和Tag的定义同结构通式中的定义。一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针的应用，该类探针能够定位细胞器或靶向蛋白质并用于细胞器内或靶向蛋白质微环境中的pH比率测试。一类具有细胞器靶向功能的比率pH染料化合物的应用，该化合物能够靶向相应的细胞器，从而监测活体细胞内相应细胞器pH的活动。本专利技术的有益效果是：一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针及应用，该类探针通过均苯三叠氮平台，与带有炔基的BODIPY，罗丹明以及Tag分三步Click反应，得到了不同连接方式和带有不同链长的一类具有细胞器靶向功能的比率pH染料化合物。该化合物具有优异的细胞器定位性和蛋白质靶向性，解决了定位到相应细胞器及靶向目标蛋白质的问题，为生物细胞器成像提供了更多可选择的工具，具有靶向功能的同时能够检测细胞微环境的pH值。该化合物是基于罗丹明，BODIPY，Tag合成的一类化合物,可用于细胞显微成像。该探针不仅具有较高的荧光量子产率，还具有容易进行功能化修饰的特点。另外，该探针的激发波长较长，成像过程中对细胞损伤较小。附图说明图1是化合物TBSR4的pH滴定荧光曲线图。图2是化合物TBSR4和线粒体红在Hela细胞线粒体中的共定位成像图。具体实施方式本专利技术用以下实施例加以说明但不局限于此，其中除非另有说明，所有的份数和百分数均以重量计。以下结合技术方案详细叙述本专利技术的具体实施例：实施例1第一步Click反应，合成化合物TB1：氩气下，将五水硫酸铜(515mg，2.14mmol)，抗坏血酸钠(566mg，2.86mmol)，化合物T(695mg，2.86mmol)和化合物B1(460mg，1.43mmol)溶于10mLN,N-二甲基甲酰胺中，室温反应2h，TLC确定终点。用100mL二氯甲烷稀释反应液，30ml饱和食盐水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，抽滤，减压蒸馏除去溶剂，粗产物经硅胶柱色谱纯化得化合物TB1(412mg，51％)。产物结构通过HRMS鉴定，HRMS[M]：565.2069。第二步Click反应，合成化合物TB1R1：氩气保护下，将五水硫酸铜(141mg，587.51μmol)，抗坏血酸钠(233mg，1.18mmol)，TB1(332mg，587.51μmol)和R1(270mg，587.51μmol)溶于10mLN,N-二甲基甲酰胺中，室温反应12h，TLC确定终点。反应液用100mL二氯甲烷稀释，30ml饱和食盐水洗3次，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤，减压蒸馏除去溶剂，粗产物经硅胶柱色谱纯化得TB1R1(290mg，48％)。产物结构通过HRMS鉴定，HRMS[M+H]+：1025.3771。第三步Click反应，合成化合物TBSR1。氩气保护下，将五水硫酸铜(2.42mg，12.20μmol)，抗坏血酸钠(5.87mg，24,39μmol)，TB1R1(25mg，24,39μmol)和Tag1(13.54mg，29.27μmol)溶于10mLN,N-二甲基甲酰胺中，室温反应12h，TLC确定终点。反应液用100mL二氯甲烷稀释，30ml饱和食盐水洗3次，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压蒸馏除去溶剂，经硅胶柱色谱纯化得化合物TBSR1(15mg，42％)。产物结构通过HRMS鉴定，HRMS[M+H]+：1487.5927。实施例2合成方法参照实施例1，用化合物Tag2代替Tag1，产物结构通过HRMS鉴定，HRMS[M+H]+：1287.5095。实施例3合成方法参照实施例1，用化合物Tag3代替Tag1，产物结构通过HRMS鉴定，HRMS[M+H]+：1328.4534。实施例4第一步Click反应，合成化合物TB1：氩气下，将五水硫酸铜(515mg，2.14mmol)，抗坏血酸钠(566mg，2.86mmol)，化合物T(695mg，2.86mmol)和化合物B1(460mg，1.43mmol)溶于10mLN,N-二甲基甲酰胺中，室温反应2h，TLC确定终点。用100mL二氯甲烷稀释反应液，30ml饱和食盐水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，抽滤，减压蒸馏除去溶剂，粗产物经硅胶柱色谱纯化得化合物TB1(412mg，51％)。产物结构通过HRMS鉴定，HRMS[M]：565.2069。第二步Click反应，合成化合物TB1R1：氩气保护下，将五水硫酸铜(141mg，587.51μmol)，抗坏血酸钠(233mg，1.18mmol)，TB1(332m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针，其特征在于，该类探针具有如下结构通式：/n

【技术特征摘要】
1.一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针，其特征在于，该类探针具有如下结构通式：



通式中，其中：
n1＝0-11的整数，n2＝0-5的整数，m1＝0-11的整数，n3＝0-11的整数，m2＝0-11的整数，n4＝0-5的整数，n5＝0-5的整数，m3＝0-11的整数，Y1、Y2和Y3结构中的n1、n2、n3、n4、m1、m2和m3可为不同值；
R1，其中：n＝0-18的整数，m＝0-18的整数，X-为阴离子，所述阴离子为BF4-、Cl-、Br-、I-、NO3-、SO42-、ClO4-、CH3COO-、CH3SO3-或CF3SO3-；
所述所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，R1和R2可为不同基团；
R3,R4,R7,R8,R9和R3,...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖义，闫宇，张新富，陈令成，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21