本申请公开了一种化合物、其制备方法及作为荧光探针的应用，所述化合物I选自具有式I所示化学式的化合物中的至少一种；式I中，R1、R2独立地选自C
【技术实现步骤摘要】
一种化合物、其制备方法及作为荧光探针的应用
[0001]本申请涉及一种化合物、其制备方法及作为荧光探针的应用，属于荧光探针领域。
技术介绍
[0002]致病蛋白质分子的错误折叠、变性与聚集会导致多种人类疾病，包括阿尔兹海默症(Aβ肽段)、疯牛病(朊病毒蛋白)、亨丁顿舞蹈症(polyQ蛋白)、渐冻人症(TDP43和SOD1蛋白等)、糖尿病(IAPP肽段)、帕金森症(α-突触核蛋白)以及淀粉样化病变(轻链蛋白等)。尽管研究人员在蛋白质构型疾病领域耕耘数十年，大部分此类疾病的发病机理仍不十分清晰，致使早期诊断方法和特效治疗手段相对匮乏。其中一个重要原因是，领域内缺乏精准的实验工具在活体细胞中实时实地跟踪观测致病蛋白质的整个错误折叠进程，进而无法确定致病机理。此外，识别蛋白质错误折叠与聚集的荧光分子和相关检测方法也常用于建立药物筛选方法，如热位移测定法(thermal shift assay)。因此，发展探测蛋白质聚集过程的方法具有广阔的应用前景。
[0003]荧光染料分子常用于探测解析蛋白质分子的构型变化，尤其常用于蛋白质淀粉样化病变(Amyloid)的临床诊断。如刚果红和硫磺素T常用于对阿尔兹海默症等蛋白质构型疾病的病理确诊。此类分子的设计与发光机理依托于蛋白错误折叠过程通常伴随分子内部疏水氨基酸残基的曝露和蛋白质分子间的堆积聚集。这一系列的物理变化过程导致局部环境的极性和流动性下降。荧光分子对这种微环境的细微变化十分敏感，常发生荧光量子产率、荧光寿命、荧光偏振和荧光光谱等性质的剧烈改变，常被科学家利用实现探测和识别目的。但上述分子因不具备选择性，无法用于复杂生物体系中，均不适合用于细胞内蛋白质聚集态的识别与探测。
[0004]现有商用试剂盒(US 2018/0273759 A1)因其对错误折叠的变性蛋白质具有高度的特异性结合，因此可用于细胞内探测蛋白质聚集态。然而这种方法因其所用荧光分子带有电荷，不具备细胞膜穿透力，因此无法渗透到活细胞的细胞质内与聚集态蛋白质结合并发出荧光。使用技术探测胞内蛋白质聚集态必须使用福尔马林等试剂固定并破坏细胞膜的完整性，使其荧光分子进入细胞结合聚集态的蛋白质并发出荧光。
[0005]针对活细胞原位探测蛋白质聚集态的荧光分子，领域内报道甚少。通过在聚集诱导荧光(AIE)类分子上加装马来酸酐可以有效穿透活细胞的细胞膜(Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,2
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9)，在蛋白质发生聚集时，激活荧光。然后此类分子不具备对聚集蛋白的特异性和选择性。其发光机理在于利用马来酸酐对半胱氨酸的反应活性普遍性的标记蛋白质组，当蛋白质组某一或某些蛋白发生聚集时激活各自标记的荧光分子，其他未聚集蛋白上的荧光分子部发出荧光。因此上述办法虽然解决了细胞穿透性的问题，但同时也失去了其胞内复杂环境下的选择性。
[0006]因此，发展可以穿透活细胞细胞膜且具有胞内聚集蛋白质选择性的荧光分子及其相关检测方法，对研究蛋白质聚集所导致的疾病有着重大的科学意义和临床价值。
技术实现思路
[0007]根据本申请的一个方面，提供一种化合物I，该化合物I是一类结构新颖的新型仿生环境敏感类荧光分子。该类分子在蛋白质具备完整三维结构时不发出荧光；当蛋白质错误折叠、变性并聚集时，分子可通过非共价键选择性高效结合，结合之后发出强烈荧光。该荧光分子的上述性质可用于荧光方法探测活细胞内的聚集态蛋白质。该专利技术是首个通过非共价键识别聚集态蛋白质的荧光分子，且可用于活细胞原位荧光探测胞内蛋白质的聚集过程。
[0008]根据本申请的一方面，提供了一种化合物I，所述化合物I选自具有式I所示化学式的化合物中的至少一种；
[0009][0010]式I中，R1、R2独立地选自C
1-C5的烷基、C
1-C5的烷氧基、取代的C
1-C5的烷基I中的至少一种；
[0011]R3选自C
1-C5的烷基、取代的C
1-C5的烷基II中的至少一种。
[0012]可选的，所述取代的C
1-C5的烷基II中的取代基选自羟基、芳基、取代的羰基中的至少一种。
[0013]可选的，所述取代的C
1-C5的烷基I中的取代基选自羟基、芳基中的任一种。
[0014]可选的，所述取代的羰基中的取代基选自取代的氨基、C
1-C5的烷氧基中的至少一种。
[0015]可选的，所述取代的氨基中的取代基选自C
1-C5的烷基中的至少一种。
[0016]可选的，所述化合物I选自以下化合物中的至少一种；
[0017][0018][0019]可选地，所述化合物I的激发波长为450nm～550nm；发射波长为550nm～700nm。
[0020]根据本申请的另一方面，还提供了一种上述化合物I的制备方法，至少包括如下步骤：
[0021](1)将含有化合物II和化合物III的溶液，反应I，得到中间产物I；
[0022]所述化合物II选自具有式II所示化学式的化合物中的至少一种：
[0023][0024]其中，R3选自C
1-C5的烷基、取代的C
1-C5的烷基II中的至少一种。
[0025]可选的，所述取代的C
1-C5的烷基II中的取代基选自羟基、芳基、取代的羰基中的至少一种。
[0026]可选的，所述取代的羰基中的取代基选自取代的氨基、C
1-C5的烷氧基中的至少一种。
[0027]可选的，所述取代的氨基中的取代基选自C
1-C5的烷基中的至少一种。
[0028]所述化合物III选自具有式III所示化学式的化合物中的至少一种：
[0029][0030]其中，R1选自C
1-C5的烷基、C
1-C5的烷氧基、取代的C
1-C5的烷基I中的至少一种。
[0031]可选的，所述取代的C
1-C5的烷基I中的取代基选自羟基、芳基中的任一种。
[0032]优选地，R1表示-CH3、-CH(CH3)2、-CH2CH2OH、-CH2Ph中的任一种。
[0033]优选地，R2表示-CH3，-CH(CH3)2，-CH2CH2OH、-CH2Ph中的任一种。
[0034]优选地，R3表示-(CO)NHCH3或-(CO)OC(CH3)3。
[0035](2)向中间产物I中加入N-(1-乙氧基乙二烯)-甘氨酸甲酯，反应II，淬灭，萃取，柱色谱分离，得到中间产物II；
[0036](3)向中间产物II中加入化合物IV和溶剂I，在路易斯酸催化剂的存在下，反应III，除去溶剂I，柱色谱分离，得到化合物I；
[0037]所述化合物IV选自具有式IV所示化学式的化合物中的至少一种：
[0038][0039]优选地，R2独立地选自C
1-C5的烷基、C
1-C5的烷氧基、取代的C
1-C5的烷基I中的至少一种。
[0040本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种化合物I，其特征在于，所述化合物I选自具有式I所示化学式的化合物中的至少一种；式I中，R1、R2独立地选自C
1-C5的烷基、C
1-C5的烷氧基、取代的C
1-C5的烷基I中的至少一种；R3选自C
1-C5的烷基、取代的C
1-C5的烷基II中的至少一种。2.根据权利要求1所述的化合物I，其特征在于，所述取代的C
1-C5的烷基II中的取代基选自羟基、芳基、取代的羰基中的至少一种；优选地，所述取代的C
1-C5的烷基I中的取代基选自羟基、芳基中的任一种；优选地，所述取代的羰基中的取代基选自取代的氨基、C
1-C5的烷氧基中的至少一种；优选地，所述取代的氨基中的取代基选自C
1-C5的烷基中的至少一种；优选地，所述化合物I选自以下化合物中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的化合物I，其特征在于，所述化合物I的激发波长为450nm～550nm；发射波长为550nm～700nm。4.权利要求1至3任一项所述的化合物I的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
(1)将含有化合物II和化合物III的溶液，反应I，得到中间产物I；所述化合物II选自具有式II所示化学式的化合物中的至少一种：所述化合物III选自具有式III所示化学式的化合物中的至少一种：(2)向中间产物I中加入N-(1-乙氧基乙二烯)-甘氨酸甲酯，反应II，淬灭，萃取，柱色谱分离，得到中间产物II；(3)向中间产物II中加入化合物IV和溶剂I，在路易斯酸催化剂的存在下，反应III，除去溶剂I，柱色谱分离，得到化合物I；所述化合物IV选自具有式IV所示化学式的化合物中的至少一种：5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，反应I的条件为：温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，万旺，白玉龙，黄亚男，
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：
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