一种近红外荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种近红外荧光探针及其制备方法和应用，所述荧光探针的化学结构式如式(3)所示：解决了现有技术存在的细胞粘度对tcf探针响应特性的影响被忽略的问题，其应用时在低粘度下，探针的分子内旋转键可以高速旋转，荧光很弱；然而，随着粘度的增加，旋转过程被阻断，以促进分子内电荷转移过程，因此tcf

【技术实现步骤摘要】
一种近红外荧光探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及荧光探针
，具体涉及一种近红外荧光探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]稳定的细胞内微环境是维持细胞增殖、分化、代谢等生命活动的重要条件。黏度作为细胞内微环境的重要参数，在生物分子的转运、相互作用及相关生命过程中起着至关重要的作用。细胞黏度异常与多种疾病密切相关，如炎症、阿尔茨海默病、癌症等。因此，细胞内黏度的检测对疾病的诊断和病理研究具有重要意义。然而，由于粘度参数的复杂性和实时性，对生命系统粘度参数的检测具有很大的挑战性。传统的粘度计方法主要有旋转粘度计、落球粘度计和毛细管粘度计。然而，这些方法主要基于体外黏度，而不是细胞水平，不能提供所需的空间和时间分辨率，因此迫切需要开发一种新的方法来检测细胞内黏度。
[0003]近年来，荧光探针因其操作简单、灵敏度高、实时监测和原位无损成像等优点，已成为监测生物系统粘度变化的重要工具。对于大多数粘度探针，作用机制表现为分子内电荷转移(TICT)。这些探针通常由一个供体和一个受体组成，形成“D
‑
π
‑
A”分子结构。虽然已经报道了许多粘度敏感荧光探针，但这些探针有时存在一些缺点，包括响应信号低，斯托克斯位移小，并且大多数探针由于发射波长短而难以用于活体动物成像。因此，开发具有大斯托克斯位移的响应性和特异性近红外探针用于监测粘度变化具有重要意义。
[0004]2‑
二氰亚甲基
‑3‑
氰基
‑
4,5,5r/>‑
三甲基
‑
2,5
‑
二氢呋喃(TCF)作为一种优异的吸电子荧光基团，因其良好的光稳定性和超分辨率成像而备受关注。近年来，各种基于tcf的荧光探针被报道用于生物成像。然而，在以往的研究中，除了少数例外，细胞粘度对tcf探针响应特性的影响一直被忽略。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种近红外荧光探针及其制备方法和应用，解决了现有技术存在的细胞粘度对tcf探针响应特性的影响被忽略的问题，其应用时在低粘度下，探针的分子内旋转键可以高速旋转，荧光很弱。然而，随着粘度的增加，旋转过程被阻断，以促进分子内电荷转移(ICT)过程，因此tcf
‑
vis1发出强烈的近红外荧光信号。因此，粘度可以通过一个明显的“开启”荧光信号进行定量监测。
[0006]为了解决该技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]近红外荧光探针，所述荧光探针的化学结构式如式(3)所示：
[0008][0009]一种如上所述的近红外荧光探针的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1、制备如下式(1)所示化合物1：
[0011][0012]S2、制备如下式(2)所示化合物2：
[0013][0014]S3、制备式(3)所示化合物：以四氢呋喃和乙醇的混合溶剂作为反应溶剂，加入化合物1、化合物2和乙酸铵；在室温下反应，反应完成后，将溶剂旋干，分离后得到式(3)化合物。
[0015]优选的，式(1)所示化合物1的制备方法如下：
[0016]在60mLTHF中加入3.0g 4
‑
溴苯甲醛和2.7g 4
‑
羟基苯基硼酸溶液，加入15mL 2M K2CO3和四(三苯基膦)钯；将反应混合物在60℃氮气气氛下搅拌8h，然后将反应混合物倒入30mL水中，用50mLDCM提取所得混合物，用盐水洗涤，用无水Na2SO4干燥，蒸干得到油状物，经柱层析纯化得到式(1)化合物。
[0017]优选的，式(2)所示化合物2的制备方法如下：
[0018]在20ml无水乙醇中溶解200.0mgNa；室温搅拌0.5h；然后，加入5.0g 3
‑
羟基
‑3‑
甲基
‑2‑
丁酮和8.0g丙二腈，室温搅拌1.5h；下一步，加入无水20mL乙醇，再回流1h；反应完成后，冷却，过滤，用冷乙醇洗涤，真空干燥，得到式(2)化合物。
[0019]优选的，式(3)所示化合物的制备方法如下：
[0020]在20mL的THF/EtOH中加入2.2g化合物1和2.0g化合物2，加入780mg乙酸铵；在室温下反应1.5h，反应完成后，将溶剂旋干后得固体，用二氯甲烷/甲醇溶剂洗脱液在硅胶上进行柱层析纯化，得到式(3)所示化合物。
[0021]优选的，四氢呋喃和乙醇的体积比为4:1。
[0022]本方案还提供了上述的近红外荧光探针在检测活细胞的粘度中的应用。
[0023]本专利技术和现有技术相比，具有以下优点：
[0024]本方案设计并制备了一种基于TCF骨架的红色荧光探针TCF
‑
vis1，用于粘度检测。在低粘度下，探针的分子内旋转键可以高速旋转，荧光很弱。然而，随着粘度的增加，旋转过程被阻断，以促进分子内电荷转移(ICT)过程，因此tcf
‑
vis1发出强烈的近红外荧光信号。
因此，粘度可以通过一个明显的“开启”荧光信号进行定量监测。
[0025]此外，TCF
‑
VIS1具有较大的斯托克斯位移(184nm)和644nm的近红外发射，可以更好地消除背景干扰。同时，该探针具有光稳定性高、灵敏度和选择性好等优点。
[0026]利用其优异的荧光特性，TCF
‑
VIS1探针可以成功地用于检测活细胞的黏度变化，并实现了炎症小鼠和肿瘤小鼠的黏度荧光成像。这将有助于促进癌症诊断研究，并为黏度相关疾病的非侵入性诊断提供潜在的工具。
附图说明
[0027]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0028]图1为本专利技术TCF
‑
VIS1探针的合成路线图；
[0029]图2为本专利技术TCF
‑
VIS1的1H
‑
NMR(400MHz,DMSO
‑
d6)谱图；
[0030]图3为本专利技术TCF
‑
VIS1的
13
C
‑
NMR(101MHz,DMSO
‑
d6)谱图；
[0031]图4(A)为TCF
‑
VIS1在PBS和甘油中TCF
‑
VIS1(10μM)的吸收光谱；图4(B)为TCF
‑
VIS1在PBS和甘油中TCF
‑
VIS1(10μM)的荧光光谱；图4(C)为TCF
‑
VIS1(10μM)在不同甘油级分下的荧光光谱；图4(D)在1.81cp～163.6cp的粘度范围内，log I644nm与logη之间的线性关系；图4(E)不同物种(100μM)在644nm处的10μMCF
‑
VIS1的荧光强度，(1)PBS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.近红外荧光探针，其特征在于，所述荧光探针的化学结构式如式(3)所示：2.一种如权利要求1所述的近红外荧光探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、制备如下式(1)所示化合物1：S2、制备如下式(2)所示化合物2：S3、制备式(3)所示化合物：以四氢呋喃和乙醇的混合溶剂作为反应溶剂，加入化合物1、化合物2和乙酸铵；在室温下反应，反应完成后，将溶剂旋干，分离后得到式(3)化合物。3.根据权利要求2所述的近红外荧光探针的制备方法，其特征在于，式(1)所示化合物1的制备方法如下：在60mLTHF中加入3.0g 4
‑
溴苯甲醛和2.7g 4
‑
羟基苯基硼酸溶液，加入15mL 2M K2CO3和四(三苯基膦)钯；将反应混合物在60℃氮气气氛下搅拌8h，然后将反应混合物倒入30mL水中，用50mLDCM提取所得混合物，用盐水洗涤，用无水Na2SO4干燥，蒸干得到油状物，经柱层析纯化得到式(1)化合物。4.根据权利要求2所述的近红外荧光探针...

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，白志勋，范青洪，杨德志，汪蓓蕾，
申请(专利权)人：遵义医科大学，
类型：发明
国别省市：