作为pH传感物的铕(III)络合物制造技术

本发明专利技术涉及一种式(I)化合物，其中R1、R2、R3和R4如说明书所定义。本发明专利技术还涉及铕(III)络合物，其获得自式(I)化合物，或获得自包含所述化合物的络合剂，并且涉及这种络合物用于标记有机或生物分子的用途。有机或生物分子的用途。有机或生物分子的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为pH传感物的铕(III)络合物


[0001]本专利技术基于一系列Eu(III)络合物，所述Eu(III)络合物包含基于结构4
‑
O
‑
烷基
‑3‑
N,N
‑
二烷基
‑
芳炔基吡啶(4
‑
O
‑
alkyl
‑3‑
N,N
‑
dialkyl
‑
arylethynylpyridine)的新发色团，在酸化过程中，在330至370nm范围内激发后，新发色团发光发射开启超过两个数量级。此类络合物可以用于监测活细胞中的酸化，或者任何产生pH修饰的化学
‑
生物学事件。

技术介绍

[0002]细胞内pH(pHi)是研究生物学现象的关键参数。事实上，细胞内pH在细胞、酶促和组织活动中起着许多重要作用，包括增殖和凋亡、多药耐药性、离子转运、胞吞作用和肌肉收缩。研究活细胞内的pH变化对于研究细胞内化通路也至关重要，例如给定受体的吞噬作用、内吞作用和配体内化作用。PHi的变化也影响神经系统，影响突触传递、神经元兴奋性、经由缝隙连接和信号级联的细胞
‑
细胞耦合。异常的PHi值与不适当的细胞功能、生长和分裂有关，并且可见于一些类型的常见疾病，如癌症和阿尔茨海默氏病。在细胞生物学中，低区室内pH可以用于使蛋白质变性或激活酶和蛋白质功能，这些在约pH 7时会太慢。例如，溶酶体的酸性环境(pH 4.5至5.5)可以促进蛋白质的降解。因此，细胞功能障碍通常与细胞区室中的异常pH值有关。
[0003]因此，如果将被内化的物种(受体或底物)用发光pH敏感染料标记，所述染料的发射强度或寿命随pH变化，则可以实时跟踪内化和内体摄取的过程。在理想情况下，观察到的变化应该尽可能大；在极限情况下，这类似于“电灯开关”的概念，尽管该术语在文献中经常被误用，而且太多较小的发射强度变化被不适当地称为“开关”传感物(Chem.Rev.1997,97,1515和Chem.Rev.2010,110,2709)。
[0004]几十年来，学者和实业者开发了pH传感物以测量pHi。Roger Tsien于1982年介绍了一种荧光素衍生物来评估细胞质pH(Cell Biol.1982,95,189)。已经通过化学修饰荧光素进行了一些改进，以靶向细胞区室或提高在生物介质中的溶解度。然而，这些荧光素pH传感物衍生物会因产生单线态氧而发生光漂白，这也可能会破坏细胞(Am.J.Physiol.1989,256,F957)。
[0005]事实上，文献中报道的大多数pH传感物都涉及对常见荧光团(有机染料，如罗丹明、BODIPY
TM
和各种花青染料)的分子结构的调整，以调整pK
a
值并允许缀合。
[0006]事实上，pHrodo
TM Green和pHrodo
TM Red可以从Thermofisher公司购买。这些染料属于罗丹明家族，例如一些研究人员对骨架进行了一些修饰，以靶向一些生物学应用。因此，N,N
’‑
三氟乙基罗丹明衍生物(RH
‑
PEF)已经被用于监测抗体内化；其核心结构的pK
a
约为5.1，据报道强度增加在pH 7.4至5.0之间为58倍(Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,6085)。
[0007]Goryo Chemicals提供AcidiFluor
TM ORANGE，其具有Rosamine骨架。AcidiFluor
TM ORANGE是一种荧光成像探针，可以显著增强酸性环境(如溶酶体、晚期核内体和颗粒)中的荧光。
[0008]CypHer5现在可以从GE(Amersham)购买，属于花青染料类。相关研究使用了荧光花
青染料标记，并开发了一种检测方法来追踪HER
‑
2受体的内化(ACS Chem.Biol.2014,9,2237)，Grover检查了用花青染料标记的GPCR，在pH 5至8之间给出了5倍的较小的强度增强(Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,4838)。
[0009]可以说，迄今为止报告的最有前途的方法是使用修改后的BODIPY
TM
核心，Nagano报告使用这些系统的转换因子高达300倍。在这里，pK
a
很容易通过苯胺取代基的变化进行调整，pK
a
在H<Me<Et序列中从3.8增加到6.0，因为孤对共轭越来越不受欢迎，并且共轭酸通过溶剂化作用的稳定性较差。此类系统用于检查乳腺癌组织样本，通过用BODIPY
TM
染料标记免疫治疗剂Herceptin
TM
(曲妥珠单抗)，使得HER
‑
2抗体受体的内化能够在小鼠中通过显微镜进行跟踪(Nat.Med.2009,15,104)。
[0010]这些荧光有机染料(荧光素、罗丹明、rosamine、花青和BODIPY
TM
)既不提供显著的寿命调制，也不提供比例响应，并且具有与自发荧光和光漂白相关的固有缺点。因此，为了避免有机染料(荧光素、罗丹明、rosamine、BODIPY
TM
、花青等)的光漂白、自发荧光和小的斯托克斯位移，其他人已寻求使用发光镧系元素标记，并从其公认的优势(例如，大的斯托克斯位移、长发射寿命)中受益，有时与时间分辨光谱或显微镜方法相关。
[0011]Yuan报告监测了基于三联吡啶配体的修饰无环螯合物中红/绿Eu
3+
至Tb
3+
发射强度比例的变化，获得比例比变化为7倍的系统(Anal.Chim.Acta 2013,761,149)。由于该系统基于两种络合物(铕和铽)，因此难以使用化学工具并使实验过程复杂化。此外，这些络合物未被官能化，从而排除了任何生物缀合反应。
[0012]Papkovsky等人描述了一种基于喹诺酮敏化剂的发射性相当弱的Eu(III)DTPA络合物，其中614nm处的寿命和发射强度在pH 7.5至6.5之间变化了7倍(pK
a 6.5，λ
exc 370nm)，能够以进行一系列高通量测定监测细胞外酸化(Anal.Biochem.2009,390,21和US 2002/0058793)。铕络合物设计用于仅监测由糖酵解事件诱导的细胞外pH变化。因此，该系统不能用于pHi测量。
[0013]Smith描述了能够实时监测溶酶体pH值的方法，使用共聚焦显微镜，基于Eu/Tb发射强度比的分析，从pH 4.6时的1.3变化为pH 6.5时的2.9(λ
exc 355nm)(Chem.Commun.2012,48,8520)。从工业的角度来看，该系统与一个共同配体的两种不同络合物(基于铕和铽)一起工作，这使得该系统有些复杂。与现有的有机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种式(I)化合物：其中：R1为
–
CO2H、
‑
PO(OH)R5或
–
CH2N(CH2CO2H)2；R2为
–
CH2OH、
‑
CH2OSO2CH3、Cl、Br或
–
CH2N(CH2CO2H)2；R3为任选地被基团
–
L1‑
E或基团G取代的(C1‑
C6)烷基；R4为
–
(CH2)
m
‑
NR6R7；R5为(C1‑
C4)烷基，优选甲基；任选地被基团
–
SO3‑
取代的苯基，所述基团
–
SO3‑
优选在间位或对位；或苄基；R6为H或(C1‑
C4)烷基；R7为任选地被基团
–
L1‑
E取代的(C1‑
C6)烷基；或者R6和R7与它们连接的氮原子一起形成哌啶、吗啉或哌嗪，所述哌嗪任选地被叔丁氧基羰基N
‑
保护或任选地被R
8 N
‑
取代；R8为任选地被基团
–
L1‑
E取代的(C1‑
C6)烷基；L1为键、
–
CONH
‑
(CH2)
n
‑
或
–
NHCO
‑
(CH2)
n
‑
；E为
‑
SO3H、
‑
SO2(OCH2CF3)、
‑
N
+
Alk1Alk2Alk3、碳水化合物残基或磺基
‑
甜菜碱；G为任选地以酯的形式受保护的羧基、任选地被叔丁氧基羰基保护的氨基、琥珀酰亚胺酯、卤代乙酰氨基、肼基、异硫氰酸酯基或马来酰亚胺基；Alk1、Alk2和Alk3各自独立地表示(C1‑
C6)烷基，优选(C1‑
C4)烷基；m为0、1、2或3；n为0、1、2或3。2.根据权利要求1所述的化合物，其中R1为
–
CO2H或
‑
PO(OH)R5，其中R5为(C1‑
C4)烷基，优选甲基，R2为
–
CH2OH或
‑
CH2OSO2CH3。3.根据权利要求1所述的化合物，其中R1和R2各自为
–
CH2N(CH2COOH)2。4.一种式(II)或(III)化合物：
其中：R
a
不存在或为
–
CH2NH2；R
b
、R
c
、R
d
和R
e
中的一个为式(IV)基团，其他各自独立地选自
–
CH2COOR
f
和
‑
CH2PO(OH)R
g
；R
f
为H、(C1‑
C4)烷基、
‑
NHCH(R
h
)
‑
(C1‑
C4)烷基或
‑
NHCH(R
h
)
‑
C(O)OR
j
；R
g
为(C1‑
C4)烷基；R
h
为(C1‑
C4)烷基或苯基；R
j
为H或(C1‑
C4)烷基；Chrom1、Chrom2和Chrom3各自独立地选自式(IV)基团和式(V)基团：其中：每个R1为

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：CISBIO生物试验公司，
类型：发明
国别省市：