【技术实现步骤摘要】
一种基于双噻吩并苯衍生物的具有高效红色/近红外发射的细胞脂滴荧光成像探针及其应用
[0001]本专利技术属于生物荧光成像
，具体涉及一种基于双噻吩并苯衍生物的具有高效红色/近红外发射的细胞脂滴荧光成像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]脂滴是几乎所有真核细胞中普遍存在的细胞器，它们由中性脂质核和周围的磷脂单层膜组成。低密度脂蛋白是通过从内质网分裂到细胞质中产生的，在那里它们成熟并通过与其他低密度脂蛋白合并或合成更中性的脂类而扩大。在很长一段历史中，脂滴被严重低估，它们的作用被简单地认为是在细胞中储存多余的脂质。然而，最近的研究表明脂滴在多种细胞功能中发挥着关键作用，包括能量平衡、脂代谢、膜蛋白表达、膜转运等。此外，脂滴的异常与一些代谢性疾病密切相关，如糖尿病、脂肪肝和动脉粥样硬化。因此，在过去的十年里，对脂滴的研究已经成为细胞生物学中最具吸引力的话题之一。
[0003]到目前为止，发射绿色的BODIPY 493/503和发射橙色的尼罗红(Materials,2018,11,1768)是最常用于脂滴荧光成像的荧光探针。然而，这两个荧光探针有几个缺点。例如，BODIPY 493/503显示了微小的斯托克斯位移，这可能导致激发激光和荧光检测之间的串扰。尼罗红具有显着的斯托克斯位移，但其脂滴染色的特异性和光稳定性不是很好。因此，迫切地需要一种具有高效红色/近红外发射的脂滴荧光探针，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]针对现有脂滴荧光探针的不足，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具有高效红色/近红外发射的细胞脂滴荧光成像探针及其在特异性标记细胞中脂滴(实施例5)、可视化细胞中脂滴形态和分布(实施例6、7和8)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细胞脂滴荧光成像探针，其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细胞脂滴荧光成像探针(简称为LDs
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Red)的制备反应式如下：
[0008][0009]针对现有脂滴荧光探针的不足，本专利技术在开发新型脂滴荧光探针方面选择了基于双噻吩并苯衍生物的荧光分子。本专利技术中制备的双噻吩并苯衍生物的荧光分子具有高效的红色和近红外发射，能有效的降低细胞自荧光信号的影响，具有较大的斯托克斯位移，避免了激发光和发射光的交叉。正是由于上述优点，荧光探针LDs
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Red能够做为脂滴荧光探针实现高质量共聚焦成像。
[0010]本专利技术所述特异性识别细胞中脂滴的荧光探针LDs
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Red在特异性标记细胞中脂滴或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LDs
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Red是具有高效红色/近红外发射、超高染色选择性和光稳定性的可用于3D共聚焦成像和多色共聚焦成像的荧光探针。
[0013]实验结果证实，本专利技术所述的探针LDs
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Red具有超高的染色选择性，能够特异性地标记细胞中的脂滴，其成像效果远远强于商业化的Nile Red。同时，高效的红色和近红外发射使得探针能有效的降低细胞自荧光信号的影响。此外，LDs
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Red探针还具有很好的光稳定性，可用于脂滴的3D成像。同时它的细胞毒性很低，并且可与其它探针兼容。因此LDs
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Red探针能有望成为可视化脂滴结构研究脂滴多种多样功能的一个强有力的工具，甚至代替BODIPY和Nile Red成为新一代商用化脂滴荧光探针，更重要的是该探针的设计思路能够为其它细胞器的新型荧光探针的设计提供一个通用的指导。
[0014]总之，本专利技术所述的探针LDs
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Red是一种全新的探针，与其它脂滴荧光探针相比，LDs
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Red探针具有高效的红色/近红外发射、超高的染色选择性、较高的信噪比、较高的亮度、较高的光稳定性和较低的细胞毒性等特点。鉴于上述优点，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中制备的细胞脂滴荧光成像探针LDs
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Red在甲苯(toluene)中的吸收
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发射光谱；左侧虚线部分为吸收光谱，右侧实线部分为发射光谱；
[0016]图2：本专利技术实施例4中用不同浓度的细胞脂滴荧光成像探针LDs
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Red染色HeLa细胞24小时后细胞的存活率柱形图；
[0017]图3：本专利技术实施例5细胞脂滴荧光成像探针LDs
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Red与脂滴细胞脂滴荧光成像探
针Lipi
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DSB(ACS Mater.Lett,2021,3,516)标记的HeLa细胞中共定位图像；其中，第一张照片(a)是488nm激光激发下500
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540nm成像通道内Lipi
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DSB的照片；第二张照片(b)是560nm激光激发下570
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780nm成像通道内LDs
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Red的照片；第三张照片(c)是前两张荧光照片和明场照片的叠加。标尺：10μm；
[0018]图4：本专利技术实施例6细胞脂滴荧光成像探针LDs
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Red和脂滴细胞脂滴荧光成像探针Nile Red在HeLa细胞中光稳定性的量化图；图a和图b分别是细胞脂滴荧光成像探针LDs
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Red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、25和50张照片；图c是这50张照片的相对荧光强度随成像张数的变化趋势曲线。标尺为10μm。该图说明探针LDs
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Red具有良好的光稳定性；
[0019]图5：本专利技术实施例7细胞脂滴荧光成像探针LDs
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Red的多色成像图；使用LDs
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Red、MitoTracker Deep Red(商用线粒体荧光染料)、Hoechst 33342(商用细胞核荧光染料)和LysoTracker Green(商用溶酶体荧光染料)染色Hela细胞的合并图像；
[0020]图6：本专利技术实施例8细胞脂滴荧光成像探针LDs
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Red的三维成像图。
具体实施方式
[0021]实施例1：
[0022]1、化合物2的合成
[0023]将苯并二噻吩二酮1(4.49g，20.0mmol)、锌粉(2.73g，42mmol)和氢氧化钠(12.0g，30.0mmol)在水(100mL)中回流2h。然后，向反应体系中加入1
‑
溴
‑2‑
甲氧基乙烷(8.34g，60.0mmol)和催化量的四丁基溴化铵。回流反应12h后，将反应混合物本文档来自技高网...
【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具有高效红色/近红外发射的细胞脂滴荧光成像探针，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具有高效红色/近红外发射的细胞脂滴荧光成像探针在特...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢革宇，王晨光，彭桂杉，闫旭，刘方猛，孙鹏，刘晓敏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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