一种pH触发电荷可逆荧光探针与其在细胞成像中的应用制造技术

本发明专利技术属于前沿新材料及生物医药技术领域，涉及临床诊断材料，具体涉及一种pH触发电荷可逆荧光探针与其在细胞成像中的应用。pH触发电荷可逆荧光探针的化学结构为本发明专利技术提供的荧光探针能够以两种不同的颜色同时对LDs和核仁染色，首次可视化LDs与核仁之间的物理接触。首次可视化LDs与核仁之间的物理接触。首次可视化LDs与核仁之间的物理接触。

【技术实现步骤摘要】
一种pH触发电荷可逆荧光探针与其在细胞成像中的应用


[0001]本专利技术属于前沿新材料及生物医药
，涉及临床诊断材料，具体涉及一种pH触发电荷可逆荧光探针与其在细胞成像中的应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]据专利技术人研究了解，虽然目前已经对脂滴(LDs)的各种动力学及其细胞质功能进行了深入的探索，但对LDs在细胞核中的功能和变化仍不清楚。而唯一一项用荧光探针无损检测细胞核内LDs变化的现有技术是采用BODIPY 558(商用LDs探针)和Hoechst 33342(商用核探针)的免疫荧光显微镜。然而，核仁作为细胞核的重要组成部分，在探索LDs在细胞核中的功能时并没有考虑到。此外，虽然可以通过共染实验来探索核LDs的变化，但两种不同种类的探针摄取速率不同，可能会干扰同步成像。因此，开发双色多靶点荧光探针，如同时检测LDs和核仁，可以为进一步探索核中LDs的功能意义提供有效手段。遗憾的是，由于缺少特异的RNA靶向基团，核仁探针的设计一直是一个挑战，同时标记核仁和LDs也变得更有价值。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种pH触发电荷可逆荧光探针与其在细胞成像中的应用，本专利技术提供的荧光探针能够以两种不同的颜色同时对LDs和核仁染色，首次可视化LDs与核仁之间的物理接触。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一方面，一种pH触发电荷可逆荧光探针，其化学结构如下所示：
[0007][0008]其化学名称为2
‑
((1E,3E)
‑4‑
(4
‑
(二甲基氨基)苯基)丁
‑
1,3
‑
二烯
‑1‑
基)
‑3‑
(2
‑
羟基乙基)
‑
1,1
‑
二甲基
‑
1H
‑
苯并[e]吲哚
‑3‑
鎓碘化物，记为LD
‑
Nu。
[0009]另一方面，一种pH触发电荷可逆荧光探针的制备方法，包括以化合物1按照如下反应路线获得荧光探针LD
‑
Nu的步骤；
[0010][0011]第三方面，一种制剂组合物，包括活性成分和辅料，所述活性成分为上述pH触发电荷可逆荧光探针。
[0012]第四方面，一种上述pH触发电荷可逆荧光探针在检测pH中的应用。研究表明，本专利技术提供pH触发电荷可逆荧光探针的荧光在酸性环境下相对于在碱性环境下会发生蓝移，从而实现对pH变化的灵敏检测。
[0013]第五方面，一种上述pH触发电荷可逆荧光探针在细胞成像中的应用，所述细胞成像为采用pH触发电荷可逆荧光探针对细胞中的脂滴染色、核仁染色或脂滴与核仁同时染色。
[0014]第六方面，一种细胞成像检测试剂盒，包括活性组分和缓冲液，所述活性组分为上述pH触发电荷可逆荧光探针或上述制剂组合物。
[0015]本专利技术基于LDs和核仁之间的pH值和电荷差异，基于环化开环机制构建了pH触发电荷可逆荧光探针(LD
‑
Nu)。试验结果证实，LD
‑
Nu探针以两种不同的颜色同时对LDs和核仁染色，首次可视化LDs与核仁之间的物理接触。探针LD
‑
Nu的荧光在酸性环境下相对于在碱性环境下会发生蓝移，从而实现对pH变化的灵敏检测。在RNA和DNA同时存在的情况下，LD
‑
Nu可以优先结合RNA，这为探针在细胞核中特异性染色核仁提供了前提条件。同时，进一步研究了LDs与核仁的关系，结果表明，两者的相互作用比核仁更容易受到LDs异常的影响。此外，细胞成像结果显示，使用LD
‑
Nu探针可以观察到细胞质和细胞核中的LDs，有趣的是，细胞质中的LDs比细胞核中的LDs更容易受到外界刺激的影响。
[0016]综上，本专利技术提供的pH触发电荷可逆荧光探针能够实现在软酸性或弱碱性环境下特定对LDs和核仁的染色并能够进一步探索LDs和核仁之间相互作用关系。
附图说明
[0017]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0018]图1探针LD
‑
Nu(10μM)的吸光度和荧光光谱随pH(a，b，c)的变化，E
x
(b)＝380nm，E
x
(c)＝603nm。(d)在I
727nm
/I
470nm
处的荧光比与pH的关系图。(e)pH与log[(I
max
‑
I)/(I
‑
I
min
)]的关系图。y截距为探针的pKa值(6.24
±
0.79)。(f)LD
‑
Nu(10μM)探针在pH 4.0和9.0下的光稳定性。
[0019]图2LD
‑
Nu的pH传感机理：(a)加入NaOH前后探针LD
‑
Nu在DMSO
‑
d6中的1H NMR谱，(b)LD
‑
Nu在开环和环化形态下的最佳几何结构。
[0020]图3带正电形式的LD
‑
Nu在单晶细胞中单分子构型。
[0021]图4不同浓度的LD
‑
Nu培养24h后HepG2、HeLa、A549和RAW264.7细胞存活率的MTT结果。
[0022]图5LD
‑
Nu染色HepG2细胞的荧光成像(2μM，10min)。(a)：绿色通道，(b)：红色通道，(c)：DIC，(d)：通道a和b的合并图像，(e)通道a和c的合并图像，(f)：通道b和c的合并图像。(g
‑
i)：通道a、c和e分别用实线框标记的放大图像。(j
‑
l)：通道b、d、f的放大图像，用虚线框标记。绿色通道：E
x
＝405nm，E
m
＝420
‑
550nm；红色通道：E
x
＝633nm，E
m
＝650
‑
850nm。标尺(a
‑
f)＝20μm，标尺(g
‑
l)＝5μm。
[0023]图6LD
‑
Nu染色HeLa细胞的荧光成像(2μM，10min)。(a)：绿色通道，(b)：红色通道，(c)：DIC，(d)：通道a和b的合并图像，(e)通道a和c的合并图像，(f)：通道b和c的合并图像。(g
‑
i)：通道a、c和e分别用实线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种pH触发电荷可逆荧光探针，其特征是，化学结构如下所示：2.一种pH触发电荷可逆荧光探针的制备方法，其特征是，包括以化合物1按照如下反应路线获得荧光探针LD
‑
Nu的步骤；3.如权利要求2所述的pH触发电荷可逆荧光探针的制备方法，其特征是，化合物1与碘乙醇进行季铵化反应获得化合物2，化合物2与化合物3进行缩合反应获得荧光探针LD
‑
Nu。4.如权利要求2所述的pH触发电荷可逆荧光探针的制备方法，其特征是，化合物1与碘乙醇在三氯甲烷中加热回流获得化合物2。5.如权利要求2所述的pH触发电荷可逆荧光探针的制备方法，其特征是，化合物2加入至乙醇中，加热溶解，然后加入化合物3，加热回流，反应至少48...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学晨，吴士宁，张红利，田荣薇，于诗摩，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：