一类碘取代的生物正交增强型荧光探针及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于荧光探针领域，公开了一类碘取代的生物正交增强型荧光探针及其制备方法与应用。具体涉及一种由下述通式I和通式II的化合物，即通式I表示的荧光探针，及其相应的与硼酸或硼酸酯发生生物正交Suzuki偶联反应后的产物(通式II)。该类荧光探针具有优良的光物理性质，可以快速、高效、特异性标记目标生物蛋白分子。本发明专利技术可应用于体外蛋白标记、活细胞成像和组织的标记成像，具有广泛的应用前景。具有广泛的应用前景。具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一类碘取代的生物正交增强型荧光探针及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于荧光探针领域，具体涉及一类卤代荧光团与硼酸或硼酸酯发生Suzuki偶联反应后的生物正交增强型(Turn
‑
on)荧光探针的合成和应用。

技术介绍

[0002]生物正交反应是能在活体细胞或组织中、在不干扰生物自身生化反应条件下进行的化学反应。生物正交反应要求参与反应的两个基团相互之间反应迅速、灵敏且条件温和，在生理条件下，对周围其他的反应基团存在惰性，具有高效性和特异性等特点。常见的生物正交反应有：铜催化的“点击化学”反应、钯催化的偶联反应、光点击化学反应、不加催化剂的生物正交反应(施陶丁格连接、环张力诱导的环加成、逆电子需求的狄尔斯
‑
阿尔德反应)等。
[0003]近年来，将生物正交反应与荧光增强效应(Turn
‑
on)相结合，可以最大限度地降低内源性物质造成的背景干扰，达到更优的成像效果，已成为进行生物大分子标记的重要策略。生物正交Turn
‑
on探针结构分为荧光基团和生物正交反应基团，其中生物正交反应基团同时具有荧光淬灭作用，导致探针不会产生荧光；伴随反应的发生，淬灭效应解除，探针的荧光得以恢复。
[0004]在小分子荧光团中，具有分子内电荷转移(ICT,Internal Charge Transfer)机制的荧光团，如萘二甲酰亚胺、萘磺酰胺、香豆素、乙酰基萘、氧杂二唑等，因具有高荧光量子产率、高光稳定性和化学稳定性以及较大的Stokes位移等特点，而广泛应用于荧光传感、生物成像等领域。该类荧光团在光激发下电子从给体向受体转移后，荧光基团两端的电性发生差异，产生“推
‑
拉”(“push
‑
pull”)效应，从而显现出荧光性质。根据这一特点，本项研究将吸电子的卤素碘引入萘二甲酰亚胺的4位，萘磺酰胺的5位，4
‑
甲基香豆素的7位，乙酰基萘的5位和氧杂二唑的4位，形成“拉
‑
拉”(“pull
‑
pull”)的电子效应，实现荧光淬灭。在发生Suzuki偶联反应后，碘原子被替换为供电性的苯基或芳杂基，恢复“推
‑
拉”效应，实现荧光增强。发展这一新型的生物正交Turn
‑
on探针，有助于建立荧光标记生物大分子的新方法，并在活细胞成像等方面得到进一步的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一类新型的生物正交荧光增强型(Turn
‑
on)荧光探针及其制备方法和在光生物医学成像中的应用。
[0006]为解决本专利技术的技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术技术方案的第一方面在于：提供一种由下述通式I表示的小分子探针，及其与不同的硼酸或硼酸酯发生Suzuki偶联反应后的产物(通式II)：
[0008][0009]其中，选自萘二甲酰亚胺、萘磺酰胺、香豆素、乙酰基萘、氧杂二唑；
[0010]X选自碘原子；
[0011]选自取代或未取代的苯基或取代或未取代的芳杂环基，所述取代的苯基或芳杂基中的取代基选自甲基、甲氧基、三氟甲基、氰基、卤素、硝基、二甲氨基，所述芳杂环基选自2
‑
噻吩基、3
‑
噻吩基、2
‑
呋喃基、3
‑
呋喃基、2
‑
N
‑
Boc吡咯基、2
‑
双噻吩基；
[0012]R1选自C1‑
C6的烷基、含氮、氧、硫杂原子的C1‑
C6的烷基、硝基。
[0013]更优选的化合物为下述的化合物，其特征在于，所述的化合物选自：
[0014][0015][0016]本专利技术技术方案的第二方面在于提供了第一方面所述化合物的制备方法，其合成路线如下：
[0017](1)通式I的合成路线：
[0018][0019](2)通式II的合成路线：
[0020][0021](3)探针分子NP
‑
I的合成路线：
[0022][0023](4)探针分子NP
‑
SKZ1的合成路线：
[0024][0025](5)探针分子NP
‑
SKZ2的合成路线：
[0026][0027](6)探针分子NP
‑
SKZ3的合成路线：
[0028][0029](7)探针分子NP
‑
SKZ4的合成路线：
[0030][0031](8)探针分子NP
‑
SKZ5的合成路线：
[0032][0033](9)探针分子NP
‑
SKZ6的合成路线：
[0034][0035](10)探针分子NP
‑
SKZ7的合成路线：
[0036][0037](11)探针分子NP
‑
SKZ8的合成路线：
[0038][0039](12)探针分子NP
‑
SZK9的合成路线：
[0040][0041](13)探针分子NP
‑
SKZ10的合成路线：
[0042][0043](14)探针分子NP
‑
SKZ11的合成路线：
[0044][0045](15)探针分子NP
‑
SKZ12的合成路线：
[0046][0047](16)探针分子NP
‑
SKZ13的合成路线：
[0048][0049](17)探针分子NP
‑
SKZ14的合成路线：
[0050][0051](18)探针分子AN
‑
I的合成路线：
[0052][0053](19)探针分子AN
‑
SZK的合成路线：
[0054][0055](20)探针分子NS
‑
I的合成路线：
[0056][0057](21)探针分子NS
‑
SZK的合成路线：
[0058][0059](22)探针分子OD
‑
I的合成路线：
[0060][0061](23)探针分子OD
‑
SZK的合成路线：
[0062][0063](24)探针分子CM
‑
I的合成路线：
[0064][0065](25)探针分子CM
‑
SZK的合成路线：
[0066][0067]本专利技术技术方案的第三方面是提供了第一方面所述的化合物具有生物正交荧光增强效应。通过荧光性质测试阐明了第一方面所述化合物具有生物正交反应“Turn on”效应。
[0068]本专利技术技术方案的第四方面是提供了第一方面所述化合物在生物大分子荧光标记成像中的应用和在活细胞荧光标记中的应用。第一方面所述化合物对胎牛血清白蛋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通式I和通式II所示的化合物：其中，选自萘二甲酰亚胺、萘磺酰胺、香豆素、乙酰基萘、氧杂二唑；X选自碘原子；选自取代或未取代的苯基或取代或未取代的芳杂环基，所述取代的苯基或芳杂基中的取代基选自甲基、甲氧基、三氟甲基、氰基、卤素、硝基、二甲氨基，所述芳杂环基选自2
‑
噻吩基、3
‑
噻吩基、2
‑
呋喃基、3
‑
呋喃基、2
‑
N
‑
Boc吡咯基、2
‑
双噻吩基；R1选自C1‑
C6的烷基、含氮、氧、硫杂原子的C1‑
C6的烷基、硝基。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述的化合物选自通式I
‑
1、I
‑
2、I
‑
3、I
‑
4或I
‑
5，以及II
‑
1、II
‑
2、II
‑
3、II
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李想，田育林，杨虹，滕雨，王永成，尹大力，
申请(专利权)人：中国医学科学院药物研究所，
类型：发明
国别省市：