一种用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针及其制备方法和应用，该小分子荧光探针结构如(I)式，制备方法是以式(II)荧光素衍生物与式(III)香豆素衍生物通过缩合反应得到式(I)所示化合物。本发明专利技术荧光探针具有较高的脂滴选择性、光稳定性以及较好的生物安全性，可以实现不同细胞中的脂滴动态荧光成像以及斑马鱼的体内脂滴成像，在生物检测和脂滴相关疾病诊断方面具有重要的应用前景。滴相关疾病诊断方面具有重要的应用前景。滴相关疾病诊断方面具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物探针及制备方法和应用，特别涉及一种用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]脂滴(简称LDs)是一种由磷脂单层和中性脂质核心组成的亚细胞器。早期人们普遍认为脂滴仅作为细胞的脂质库，可为细胞的正常生理功能提供必须的能量，同时也可参与胞膜合成以及信号传递等细胞正常生理活动。但是，近期研究表明，脂滴还与肥胖症、糖尿病、脂肪肝以及多种癌症(如：结肠癌、宫颈癌、肝癌和脑癌)息息相关。因此，开发一种能有效检测脂滴动态变化的工具，在脂滴相关疾病的诊断以及机理研究方面具有重要的应用前景。
[0003]荧光成像技术近年来发展十分迅速，由于其高分辨率、高选择性和高灵敏度、可实时监测等优点已被广泛应用于脂滴的成像。目前商业化的脂滴检测探针主要有BODIPY493/503、Nile Red以及Oil Red O等，但它们均存在一定的缺陷，例如，BODIPY 493/503的光稳定性较差因而限制了其在在脂滴动态监测方面的应用、Nile Red在生物安全性方面具有一定的缺陷、而Oil Red O仅能用于透化后的细胞内脂滴成像。因此，开发一种光稳定性好、生物安全性高、可同时应用于正常细胞和动物体内的脂滴成像的荧光探针具有重要的生物医学意义。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术提供了一种具有较高生物安全性、较好适应性和光稳定性的用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针。
[0005]本专利技术的另一目的是提供所述探针的制备方法和用途。
[0006]技术方案：所述用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针，该探针具有式(I)所示的机构式：
[0007][0008]其中，上述用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针(I)的制备方法，包括步骤：
[0009][0010]式(II)所示的荧光素类衍生物与式(III)所示的香豆素类衍生物，在缩合剂及缚酸剂的作用下于有机溶剂中0
‑
100℃下反应得到式(I)所示的小分子荧光探针Cou
‑
H；
[0011]上述的制备方法中，所述合成步骤中的缩合剂可独立选自：BOP、DCC、PyBOP、HOBT、SOCl2；其中优选于BOP、PyBOP。
[0012]上述的制备方法中，所述合成步骤中的缚酸剂可独立选自：三乙胺、无水碳酸钾、氢氧化钠、N，N
‑
二异丙基乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铯、咪唑、吡啶、DBU，其中优选于N，N
‑
二异丙基乙胺、三乙胺。
[0013]上述的制备方法中，所述合成步骤中的有机溶剂可独立选自：甲醇、乙腈、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、DMF、DMSO，优选于二氯甲烷、DMF。
[0014]上述的制备方法中，所述合成步骤中选用的反应温度可独立选自0
‑
100℃下任意反应温度，其中优选于15
‑
35℃。
[0015]所述的用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针在细胞外源性脂滴和内源性脂滴检测中的应用。
[0016]进一步地，所述小分子荧光探针在不同种类细胞内脂滴动态检测中的应用。在活体动物体细胞内脂滴荧光成像中的应用。
[0017]有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有如下优势：
[0018]1、本专利技术中的小分子探针与商业检测脂滴探针Nile Red相比具有较高的生物安全性，更加适用于活细胞和活体动物体内的脂滴成像；
[0019]2、本专利技术中的小分子探针相比于商业探针Oil Red O具有较好的适用性，不需要对细胞进行透化处理，直接可以用于多种细胞内的脂滴成像；
[0020]3、本专利技术中的小分子探针与商业脂滴成像探针Nile Red具有相似的光稳定性，相比于光稳定性较差的商业探针BODIPY 493/503，本专利技术探针Cou
‑
H可成功用于细胞中脂滴的动态成像，进而可以跟踪脂滴在细胞内的移动情况，具有十分重要的生物医学意义；
[0021]4、本专利技术所述的探针简单易得，仅通过一步缩合反应就可制备得到。
附图说明
[0022]图1是本专利技术中小分子荧光探针的质谱图；
[0023]图2是本专利技术中小分子荧光探针的核磁氢谱图；
[0024]图3是本专利技术中小分子荧光探针的核磁碳谱图；
[0025]图4是本专利技术中小分子荧光探针在不同溶剂中的紫外
‑
可见光谱图(a)，以及荧光
光谱图(b)；
[0026]图5是本专利技术中小分子荧光探针在不同比例乙腈和水的混合溶液中的紫外
‑
可见光谱图(a)，以及荧光光谱图(b)；
[0027]图6是本专利技术中小分子荧光探针在不同pH的PBS溶液中的紫外
‑
可见光谱图(a)，以及荧光光谱图(b)；
[0028]图7是本专利技术小分子探针Cou
‑
H(a)以及对照探针Nile Red(b)对HepG2细胞的细胞毒实验图；
[0029]图8是本专利技术小分子探针Cou
‑
H对HepG2细胞内外源性脂滴染色的共聚焦图(a)，本专利技术小分子探针Cou
‑
H以及对照探针Nile Red分别对HepG2细胞外源性脂滴染色的共聚焦图(b)；
[0030]图9是本专利技术小分子探针Cou
‑
H和对照探针Nile Red对不同细胞(MDA
‑
MB
‑
231，4T1，MCF
‑
7，MCF
‑
10A，Hela，LO2)的内源性脂滴染色的共聚焦图；
[0031]图10是本专利技术小分子探针在对不同时间点(0
‑
3min)对HepG2细胞中脂滴染色的共聚焦图；
[0032]图11是本专利技术小分子探针Cou
‑
H和对照探针Nile Red对斑马鱼体内荧光成像的共聚焦图。
具体实施方式
[0033]实施例1：式(I)所示的荧光探针的制备：
[0034]于100mL单口瓶中分别加入式(II)所示的化合物1.0g(1.8mmol，1.0equiv)、式(III)所示的化合物0.74g(1.8mmol，1.0equiv)、BOP0.81g(1.8mmol，1.0equiv)、DIPEA0.8mL(4.6mmol，2.5equiv)以及DMF 30mL。加毕，氩气保护上述反应液，并于25℃下搅拌12h。反应毕，将反应液倒入300mL水中，所得溶液用乙酸乙酯(100mL
×
3)萃取，合并有机相。所得有机相用无水硫酸钠干燥过夜，过滤，旋干后得黄色油状物粗品。所得粗品经硅胶柱柱层析(PE/EA＝1/1)制备得到目标探针Cou
‑
H 1.2g，收率为79％。MS(ESI
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针，其特征在于：该探针具有式(I)所示的结构式：2.一种如权利要求1所述的用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：式(II)所示的荧光素类衍生物与式(III)所示的香豆素类衍生物，在缩合剂及缚酸剂的作用下，于有机溶剂中反应得到式(I)所示的小分子荧光探针Cou
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H。3.根据权利要求2所述的用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针的制备方法，其特征在于：所述缩合剂选自：BOP、DCC、PyBOP、HOBT或SOCl2。4.根据权利要求2所述的用于实现细胞内脂滴动态成像的小分子荧光探针的制备方法，其特征在于：所述缚酸剂选自：三乙胺、无水碳酸钾、氢氧化钠、N，N
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁高林，施翔，高歌，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：