一种氟硼二吡咯荧光团在内质网超分辨成像中的应用制造技术

本发明专利技术公开了氟硼二吡咯化合物在制备内质网成像荧光探针中的应用，所述氟硼二吡咯化合物具有如下结构：其中R1和R2相同或者不同，选自H或C1

【技术实现步骤摘要】
一种氟硼二吡咯荧光团在内质网超分辨成像中的应用


[0001]本专利技术属于细胞器超分辨成像领域，具体涉及一种可用于示踪活细胞中内质网局部结构和疏水性变化的的氟硼二吡咯荧光探针。

技术介绍

[0002]内质网(endoplasmic reticulum,ER)是细胞内最大的细胞器，是由片层和管状膜结构组成的连续的细胞内网络。鉴于ER在钙稳态、脂质和蛋白质合成、细胞间相互作用和天然免疫等方面的重要作用，动态改变ER的形状和大小以适应ER微环境的波动对细胞内稳态至关重要。自噬是真核细胞中发生的一种高度保守的细胞过程，它通过破坏细胞质中的细胞器、蛋白质和大分子来清除损伤结构(例如,错误折叠的蛋白质)、恢复组分或产生能量。内质网自噬与多种人类疾病相关，如食管鳞状上皮癌、结直肠癌、过敏性鼻炎、血管疾病、病毒感染、癌症以及阿尔茨海默病等(H
ü
bner,C.A.&Dikic,I.ER
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phagy and human diseases.Cell Death.Differ.27,833
‑
842(2020).)。选择性自噬(内质网自噬)可以清除多馀或损伤的ER，因此，选择性识别ER被自噬体吞噬并转运至溶酶体降解的特定部位，对ER的蛋白质质量控制有重要意义。
[0003]尽管探针已被开发用于可视化内质网，但大都用于传统显微成像，该有限的分辨率限制了对ER局部变化的细节观察(Zhu,Z.,Wang,Q.,Liao,H.,Liu,M.,Liu,Z.,Zhang,Y.&Zhu,W.Trapping endoplasmic reticulum with amphiphilic aie
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active sensor via specific interaction of atp
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sensitive potassium(k
atp
).Natl.Sci.Rev.8,nwaa198(2021)；Chen,J.,Han,G.,Liu,Z.,Wang,H.,Wang,D.,Zhao,J.,Liu,B.,Zhang,R.&Zhang,Z.Recovery mechanism of endoplasmic reticulum revealed by fluorescence lifetime imaging in live cells.Anal.Chem.94,5173
‑
5180(2022).)。针对这一缺点，研究人员利用结构照明显微镜(SIM)克服Abbe衍射极限，从而以约100nm的分辨率进行成像。在前期的工作中，人们开发了一系列用于超分辨SIM成像的探针，通过检测亚细胞器的形态来观察亚细胞动力学和局部变化(Chen,Q.,Jin,C.,Shao,X.,Guan,R.,Tian,Z.,Wang,C.,Liu,F.,Ling,P.,Guan,J.,Ji,L.,Wang,F.,Chao,H.&Diao,J.Super
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resolution tracking of mitochondrial dynamics with an iridium(iii)luminophore.Small 14,1802166(2018)；Fang,H.,Yao,S.,Chen,Q.,Liu,C.,Cai,Y.,Geng,S.,Bai,Y.,Tian,Z.,Zacharias,A.L.,Takebe,T.,Chen,Y.,Guo,Z.,He,W.&Diao,J.De novo
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designed near
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infrared nanoaggregates for super
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resolution monitoring of lysosomes in cells,in whole organoids,and in vivo.ACS Nano 13,14426
‑
14436(2019).)。此外，人们还开发了一种基于超分辨成像所揭示的细胞器形态特征来表征内质网的方法(Fang,H.,Geng,S.,Hao,M.,Chen,Q.,Liu,M.,Liu,C.,Tian,Z.,Wang,C.,Takebe,T.,Guan,J.,Chen,Y.,Guo,Z.,He,W.&Diao,J.Simultaneous zn
2+
tracking in multiple organelles using super
‑
resolution morphology
‑
correlated organelle identification in living cells.Nat.Commun.12,109(2021).)。但是，由于内质网的动力学性质，仅报道细胞器的大小和形状并不足以定量
检测和分析应激诱导的细微内质网自噬。因此，亟需一个用于监测局部内质网自噬水平变化的探针。

技术实现思路

[0004]为了克服仅利用形态学检测内质网自噬的局限性，本专利技术建立了一种"储备
‑
释放"机制，用于构建环境敏感、光稳定、低毒的SIM探针ER
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BDP。由于疏水性的改变，ER
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BDP荧光强度的变化可以表明应激引起的内质网损伤。因此，通过将这种损伤的程度和位置与纳米显微镜所揭示的ER
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BDP荧光强度的分布相关联，本专利技术可以在亚细胞器水平上对内质网自噬进行局部强度相关检测。
[0005]本专利技术具体技术方案如下：
[0006]氟硼二吡咯化合物在制备内质网成像荧光探针中的应用，所述氟硼二吡咯化合物具有如下结构：
[0007][0008]其中R1和R2相同或者不同，选自H或C1
‑
C10的烷基，优选H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基。
[0009]所述氟硼二吡咯化合物一个优选的结构为：
[0010][0011]本专利技术所述荧光探针为疏水性响应型荧光探针。
[0012]本专利技术所述的应用，所述探针用于内质网超分辨成像，在200nm以下分辨率水平成像内质网的局部精细结构。
[0013]现有技术下，超分辨成像的难点在于需要克服光漂白和荧光背景干扰的影响。本专利技术提出了一种“保留
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释放”机制，探针在正常条件下保持聚集状态，并“保留”其荧光信号。受激后，荧光会通过解聚集过程“释放”。基于上述技术构思，选择易于形成π
‑
π堆积的氟
硼二吡咯(BODIPY)作为荧光母核。该分子在水溶液中容易发生聚集猝灭(ACQ)，而其在疏水环境中的解聚集释放荧光信号。进一步将荧光母核通过苯环连接对甲苯磺酰胺基团，能够与内质网中的K
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通道结合，使该结构具有内质网靶向能力。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氟硼二吡咯化合物在制备内质网成像荧光探针中的应用，所述氟硼二吡咯化合物具有如下结构：其中R1和R2相同或者不同，选自H或C1
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C10的烷基。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于优选R1和R2相同或者不同，选自H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基。3.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述氟硼二吡咯化合物结构为：4.如权利要求1
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3任一项所述的应用，其特征在于所述应用为内质网超分辨成像，在200nm以下分辨率水平成像内质网的局部精细结构。5.如权利要求4所述的应用，其特征在于所述荧光探针为研究内质网自噬相关疾病分子机制的显像剂。6.如权利要求5所述的应用，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方红宝，何卫江，陈韵聪，郭子建，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：