基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针及其在细胞脂滴成像中的应用制造技术

一种基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针及其在细胞脂滴成像中的应用，属于生物成像技术领域，该荧光探针的结构式如下所示。本发明专利技术还公开了该荧光探针在特异性标记HeLa细胞中脂滴和可视化HeLa细胞中脂滴形态和分布方面的应用。实验证实本发明专利技术的荧光探针SO2

【技术实现步骤摘要】
基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针及其在细胞脂滴成像中的应用


[0001]本专利技术属于生物成像
，具体涉及一种基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针及其在特异性标记细胞中脂滴、可视化细胞中脂滴形态和分布方面的应用。

技术介绍

[0002]脂滴是高度动态的细胞器和代谢脂质的存储中心，调节身体的能量平衡。脂滴几乎存在于所有生物体中，在不同的细胞类型中的直径差异很大。脂肪细胞的脂滴直径约为10～200μm，而棕色脂肪组织的脂滴直径仅为100nm～1μm，内质网释放的新生脂滴的直径甚至小于100nm。近年来的研究表明，脂滴不仅是简单的脂质静态存储，而且是复杂的、必要的、动态的多功能细胞器。因此，阐明脂滴与其他细胞器的空间分布和相互作用具有重要意义和挑战性。开发用于标记和跟踪脂滴的荧光探针是提高对脂滴生物学认识的必要条件。
[0003]为了可视化脂滴并阐明其多重功能，一般采用荧光成像技术。在这种情况下，超分辨率荧光成像技术的出现打破了传统共聚焦显微镜的分辨率限制，可以在纳米水平上观察脂滴。在各种超分辨率成像技术中，受激发射耗尽显微镜(STED)可能是最普遍的一种，因为它提供了更高的分辨率。近年来，荧光探针被认为是一种功能强大的分析传感和光学成像工具，各种各样的荧光探针被开发出来用于脂滴定位。因此，迫切地需要一种具有超高染色选择性的脂滴荧光探针，能够特异性地识别脂滴，实现高质量的脂滴成像。

技术实现思路

[0004]针对现有细胞脂滴成像荧光探针技术方面的不足，本专利技术要解决的问题是提供一种基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针及其在特异性标记细胞中脂滴、可视化细胞中脂滴形态和分布方面的应用。
[0005]本专利技术所述的一种基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针，其特征在于：分子结构为给受体结构，其结构式如下所示：
[0006][0007]本专利技术所述的一种基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针，简称为SO2
‑
DSB，制备反应式如下：
[0008][0009]针对现有荧光探针的不足，本专利技术在开发新型荧光探针方面选择了基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针分子。该荧光探针分子展现较高亮度的同时，保持了较大的斯托克斯位移。在荧光成像应用方面，大的斯托克斯位移一方面可以有效避免吸收和发射光谱的交叉重叠，另一方面长波发射可以有效降低细胞自荧光背景信号的影响。基于上述优点，荧光探针SO2
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DSB能够作为脂滴探针实现高质量荧光成像(共聚焦成像和超分辨成像)。
[0010]本专利技术所述的荧光探针SO2
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DSB在特异性标记细胞中脂滴、可视化细胞中脂滴形态和分布中的应用。
[0011]本专利技术所述细胞为HeLa细胞。
[0012]本专利技术制备的特异性标记细胞中脂滴的荧光探针SO2
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DSB是具有高亮度、超高染色选择性和光稳定性的可用于共聚焦成像和STED超分辨成像的荧光探针。
[0013]实验结果证实，本专利技术所述的荧光探针SO2
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DSB具有较高的亮度和超高的染色选择性，在相同的染色和成像条件下，SO2
‑
DSB表现出了与Nile Red更高的亮度和更优异的染色选择性。通过MTT测试证实，SO2
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DSB的细胞毒性很低。最重要的是，SO2
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DSB具有超高的光稳定性，可用于脂滴的STED超分辨成像。因此，荧光探针SO2
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DSB可作为特异性标记脂滴、可视化细胞中脂滴形态和分布的强有力的工具，有望引领脂滴STED超分辨成像荧光探针的发展浪潮，成为商业化的脂滴STED超分辨成像荧光探针。更重要的是它可以为脂滴细胞生物学的研究提供新的视野，促进脂滴细胞生物学的发展。
[0014]总之，本专利技术所述的探针SO2
‑
DSB是一种全新的荧光探针，该探针具有高的光稳定性、荧光亮度和成像信噪比，超高的脂滴染色选择性。这些特性使荧光探针可以理想地应用于STED超分辨率成像。除了STED成像，这种荧光探针的优越用途也被证明在双色三维共焦成像和四色共焦成像。鉴于上述特点，其在细胞脂滴荧光成像方面的应用具有广阔前景。
附图说明
[0015]图1：本专利技术实施例1中制备的荧光探针SO2
‑
DSB在甲苯(toluene)中的吸收
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发射光谱；
[0016]其中，左侧虚线部分为吸收光谱，右侧实线部分为发射光谱。
[0017]图2：本专利技术实施例4中用不同浓度的荧光探针SO2
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DSB染色HeLa细胞24小时后细胞的存活率柱形图；
[0018]图3：本专利技术实施例5荧光探针SO2
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DSB与脂滴荧光探针Ph
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Red标记的HeLa细胞中共定位图像：每个荧光通道的图像以及合并两个荧光通道和明场通道的图像
[0019]图4：本专利技术实施例6荧光探针SO2
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DSB和脂滴荧光探针Nile Red在HeLa细胞中光稳定性的量化图；
[0020]其中，图a和b部分分别是荧光探针SO2
‑
DSB和Nile Red在染色HeLa细胞后在同一区域连续成像50张照片中的第1、10、30和50张照片；图c部分分别是这100张照片的相对荧光强度随成像张数的变化趋势曲线。标尺：10μm。该图说明探针SO2
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DSB具有良好的光稳定性。
[0021]图5：本专利技术实施例7荧光探针SO2
‑
DSB的多色成像图；
[0022]其中，右侧图为左侧图正方形标记区域的放大图。
[0023]图6：本专利技术实施例8荧光探针SO2
‑
DSB的三维成像图。
具体实施方式
[0024]实施例1：
[0025]1、化合物3的合成
[0026]将市售的化合物1(苯并[1,2
‑
B:4,5
‑
B']二噻吩
‑
4,8
‑
二酮(4.40g,20.0mmol))，经还原、碱化、溴化三步反应，得到了化合物3。与文献报道的方法相同(B.McDearmon,E.Lim,I.
‑
H.Lee,L.M.Kozycz,K.O
’
Hara,P.I.Robledo,N.R.Venkatesan,M.L.Chabinyc,C.J.Hawker,Macromolecules 2018,51,2580
‑
2590)。
[0027]1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.43(s,2H),4.16(t,J＝6.1Hz,3H),1.93
–
1.81(m,4H),1.11(t,J＝7.4Hz,6H).
[0028]2、化合物4的合成
[0029]在化合物3(0.200g,0.379mmol)、苯基硼酸(0.184g,1.51mmol)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针，其结构式如下所示，2.权利要求1所述的一种基于双噻吩并苯衍生物的荧光探针在特异性标记HeLa细...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢革宇，王晨光，刘冠男，闫旭，贾晓腾，刘晓敏，高原，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：