【技术实现步骤摘要】
一类自闪烁罗丹明螺硫酯荧光染料及其合成方法和在超分辨成像领域的应用
本专利技术属于荧光染料领域，具体涉及一类自闪烁罗丹明螺硫酯荧光染料在超分辨成像领域的应用。
技术介绍
2014年诺贝尔化学奖颁给了三个物理学家：EricBetzig、StefanW.Hell和W.E.Moerner，以表彰他们对于发展超分辨荧光成像技术做出的卓越贡献。超分辨光学显微镜将分辨率极限从几百纳米提升到了几纳米。相比于电子显微镜和扫描电子显微镜，超分辨光学以其独特的非侵入性和高度特异性地多色标记，非常适合于活细胞成像，从而使科学家们能够观察到细胞中不同分子在纳米尺度上的运动。因此，近年来，超分辨荧光成像技术在生物医学领域得到了迅猛发展。相应地，人们对该项技术所依附的灵魂工具---荧光染料的性能也提出了更高的要求。因为，在进行活细胞超分辨成像时，往往需要用到高强度的激光对染料进行激发，在某些时候还需要加入如硫醇等稳定剂以保证成像质量。而以上因素除了会对细胞的生理活性产生一定的影响外，还要求染料的光稳定性和亮度更高，而大部分传统荧光染料无法满足上述要求。
技术实现思路
本专利技术目的之一是提供一类自闪烁罗丹明螺硫酯荧光染料，并应用于活细胞超分辨成像。本专利技术中的罗丹明螺硫酯荧光染料在细胞内具有无需外加稳定剂、不需要强激活光即可自闪烁的优异性能，适合在活细胞内进行随机光学重构显微成像(STORM)应用。本专利技术的另一目的是提供一类自闪烁罗丹明螺硫酯荧光染料的制备方法，在罗丹明螺硫酯荧光母体的一端通过哌...
【技术保护点】
1.一类自闪烁罗丹明螺硫酯荧光染料，其特征在于，该荧光染料结构如下：/n
【技术特征摘要】
1.一类自闪烁罗丹明螺硫酯荧光染料，其特征在于，该荧光染料结构如下：
其中：
R1和R2是相同或不同的基团，为H、CmH2m+1、CmH2m-1、CmH2m-3、C6+mH5+2m、CmH2m+1CO、CmH2m+1SO2、CmH2m+1PhSO2中的任一基团；在上述的不同结构通式的化合物或基团中，m是1～20之间的任何整数；n是0～20之间的整数。
2.一种如权利要求1所述的自闪烁罗丹明螺硫酯荧光染料的合成方法，其特征在于，在罗丹明螺硫酯荧光母体的一端通过哌嗪链接Halo蛋白标签的底物分子氯代烷及衍生物，合成路径如下：
3.根据权利要求2所述的自闪烁罗丹明螺硫酯荧光染料的合成方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)中间体N,N-二取代酮酸的合成：
将3-羟基-R1,R2-二乙基苯胺和邻苯二甲酸酐置于两口烧瓶中，抽真空并用氮气置换三次；在氮气保护下，用注射器向烧瓶中加入甲苯，升温至加热回流8-16h；冷却至室温后，将反应液倒入水中，抽滤，用少量甲醇洗涤滤饼，得到淡粉色固体将得到的固体用异丙醇进行重结晶，重结晶析出的固体用少量甲醇洗涤，得到淡黄色固体即为化合物1的粗产物，即为中间体N,N-二取代酮酸；
(2)中间体单哌嗪取代罗丹明的合成：
将步骤(1)得到的中间体N,N-二取代酮酸和间羟基苯基哌嗪置于两口烧瓶中，抽真空并用氮气置换3次；在氮气保护下用向烧瓶中注入甲磺酸；在90℃下反应过夜；在冰水浴和搅拌条件下，缓慢将冷却后的反应液加入碳酸钠水溶液中，用pH试纸监测调节溶液呈弱碱性；用二氯甲烷对反应混合液进行萃取，合并后的有机相用无水硫酸钠进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，剩余物用硅胶柱层析进行提纯，得到红色固体即为化合物2，即为中间体单哌嗪取代罗丹明；
(3)中间体Fmoc保护的单哌嗪取代罗丹明的合成：
将步骤(2)得到的中间体单哌嗪取代罗丹明、芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺和无水碳酸钠置于两口烧瓶中，抽真空并用氮气置换3次；在氮气保护下用注入乙腈，在室温下反应6-10h；通过减压蒸馏除去溶剂后，用乙酸乙酯将粗产物溶解，抽滤，取滤液；用少量水洗涤滤液，有机相用无水硫酸钠进行干燥；除去溶剂后，剩余物用硅胶柱层析进行提纯，得到粉色固体即为化合物3，即为中间体Fmoc保护的单哌嗪取代罗丹明；
(4)中间体Fmoc保护的单哌嗪取代罗丹明螺硫酯的合成：
将将步骤(3)得到的中间体Fmoc保护的单哌嗪取代罗丹明置于圆底烧瓶中，加入1,2-二氯乙烷使反应物完全溶解；在搅拌条件下向溶液中滴加三氯氧磷后，升温至回流持续反应6-8h；通过减压蒸馏除去溶剂后，剩余物用四氢呋喃溶解，并将其缓慢滴加进含有硫脲、四氢呋喃、三乙胺和水的混合溶液中；在室温下搅拌12-20h后除去溶剂，将剩余物加入水中，用乙酸乙酯对水相萃取，合并后的有机相用无水硫酸钠干燥，之后除去溶剂，粗产物用硅胶柱层析进行提纯，得到白色固体即为化合物4，即为中间体Fmoc保护的单哌嗪取代罗丹明螺硫酯；
(5)中间体单哌嗪取代罗丹明螺硫酯的合成：
将步骤(4)得到的中间体Fmoc保护的单哌嗪取代罗丹明螺硫酯置于圆底烧瓶中，向烧瓶中加入二乙胺的乙腈溶液，在室温下搅拌5-10h；通过减压蒸馏除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析进行提纯，得到紫色固体即为化合物5，即为中间体单哌嗪取代罗丹明螺硫酯；
(6)中间体羧酸烷基取代罗丹明螺硫酯的合成：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐兆超，吴绍维，李锦，乔庆龙，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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