【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精细化工领域，具体涉及一类大斯托克斯位移的核酸探针、其制备方法和应用，尤其涉及一类光驱动线粒体-细胞核级联成像的核酸探针分子及其制备方法和在线粒体、细胞核荧光成像方面的应用。
技术介绍
1、核酸是生物体内必不可少的遗传物质，分为脱氧核糖核酸(dna)和核糖核酸(rna)，他们通过复制、转录和翻译来存储、传递和表达遗传信息。核酸在正常细胞中稳定存在，控制细胞增殖和表达，其主要位于线粒体和细胞核中，控制细胞内部正常生理活动。位于线粒体内的核酸在控制线粒体复制、衰老和蛋白质表达方面发挥关键作用。细胞核与线粒体在空间上同细胞质分离，具有明显的边界。然而线粒体和细胞核内核酸难以利用光学显微镜观察。正常细胞具有较为稳定含量和种类的核酸，但是当细胞生理活动出现异常或发生癌变时，细胞内核酸会出现异常改变。此外，线粒体和细胞核内核酸的损伤与细胞凋亡、铁死亡、细胞自噬等死亡方式密切相关，以紫杉醇、阿霉素、顺铂、卡铂为代表的抗癌药物，其主要通过同细胞内核酸相互作用诱导细胞死亡。因此，线粒体和细胞核中的核酸检测在理解线粒体功能损伤、遗传变异、基因异常表达和蛋白质异常合成过程中起着至关重要的作用。
2、多年来，已有许多基于核酸的分子探针用于特异性靶向线粒体或细胞核，然而，鲜有同时检测线粒体和细胞核中的核酸探针。大部分用于线粒体和细胞核实时成像的探针依赖于线粒体膜电位(mmp)变化，其倾向于在mmp高的线粒体中积累，但当mmp降低时，探针从线粒体中释放并迁移至细胞核或核仁中。尽管这种亚细胞器迁移探针在监测亚细胞器状态方面取得进展，
技术实现思路
1、针对现有核酸探针存在斯托克斯位移较小、背景干扰严重；核酸响应差的问题，本专利技术的目的在于提供一类大斯托克斯位移的核酸探针，通过在苯乙烯骨架两侧引入各种核酸亲和单元和烷基链，合成一系列核酸响应性良好的核酸探针分子。该系列表现出优良的生物相容性，可用于跟踪线粒体和细胞核内核酸在细胞凋亡和铁死亡过程中的变化，具有大斯托克斯位移。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一类大斯托克斯位移的核酸探针，其结构通式如ⅰ所示：
3、
4、其中，r1选自h或氰基；优选地，r1选自h；
5、r2选自二甲氨基、n,n-二(2-氯乙基)氨基、n,n-二(3-硫代戊基)氨基或吗啉环；优选地，r2选自二甲氨基或n,n-二(3-硫代戊基)氨基；
6、r3选自结构式ⅱ或结构式ⅲ中的任一结构；
7、在结构式ⅱ，r4选自c1-c8烷基、c1-c8羧基、c1-c8羟基、苯基、4-联苯基或4-氨基苯基；优选地，r4选自苯基、4-联苯基或4-氨基苯基；
8、y1-选自卤素负离子、clo4-、pf6-、ch3coo-或ots-中的一种；优选地，y1-选自卤素负离子，更优选地，y1-选自氯负离子；
9、在结构式ⅲ中，x选自c(ch3)2、o、s或se；优选地，x选自s；
10、r5选自h、c1-c8烷基、c1-c8羟基、c1-c8羧基、c1-c8 nr5r6、苄基或取代苄基，其中所述取代苄基的取代基选自c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、cn、cooh、nh2、no2、oh、sh、卤素或c1-c8卤代烷基；优选地，r5选自甲基；
11、r6选自h、c1-c8烷基或苯基；优选地，r6选自甲基或苯基；
12、y2-选自卤素负离子、clo4-、pf6-、ch3coo-或ots-中的一种，优选地，y2-选自碘负离子。
13、更进一步地，所述大斯托克斯位移的核酸探针选自下述结构式n1-n13之一：
14、
15、进一步地，当r3选自结构式ⅱ时，r1选自h或氰基，r2选自二甲氨基或n,n-二(3-硫代戊基)氨基，在结构式ⅱ中，r4选自4-联苯基或4-氨基苯基；
16、当r3选自结构式ⅲ时，r1选自h，r2选自n,n-二(3-硫代戊基)氨基，在结构式ⅲ中，r6选自c1-c8烷基或苯基。
17、进一步地，线粒体-细胞核级联的核酸探针选自下述结构式n3-n8之一：
18、
19、所述的核酸探针分子的制备方法，包括如下步骤：在有机溶剂和催化剂存在下，将含有r2取代的式ⅳ化合物与r5、r6取代的式ⅴ化合物或r4取代的式ⅵ化合物按照摩尔比1：1.0-1.2进行反应，反应时间为4-10h，反应温度为80-100℃，制得相应的式ⅰ所示的化合物；所述的有机溶剂选自乙醇、甲醇、乙腈或者其混合物，所述催化剂选自哌啶、碳酸钠或碳酸氢钠；
20、
21、式ⅴ中，r7选自h或氰基。
22、进一步地，所述的式ⅴ化合物采用如下方法制备：含卤烷烃与式ⅶ化合物按照摩尔比为1：2-5在有机溶剂中反应，制得相应的式ⅴ所示的化合物；反应时间为12-24h，反应温度为80-100℃，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯中的至少一种；所述的有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯或上述溶剂混合物；
23、
24、进一步地，所述的式ⅵ化合物采用如下方法制备：
25、(1)4-甲基吡啶和1-氯-2,4-二硝基苯按照摩尔比1：1-2在反应溶剂中反应，制得式ⅷ所示的化合物；
26、(2)步骤(1)制得的式ⅷ所示的化合物与对位氨基取代的芳香化合物按照摩尔比为1：1-5在反应溶剂中反应，制得式ⅵ所示的化合物；
27、
28、进一步地，在步骤(1)中，反应条件为：反应温度为70-90℃，反应时间为6-24h，反应溶剂为甲醇或乙醇；
29、在步骤(2)中，反应条件为：反应温度为70-90℃，反应时间为6-24h，反应溶剂为甲醇或乙醇。
30、所述的核酸探针分子的应用，所述核酸探针分子在光诱导下用于线粒体-细胞核级联核酸成像。
31、进一步地，所述核酸探针分子在468-515nm波长驱动下由线粒体迁移至细胞核。
32、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
33、1、本申请公开的荧光探针选用苯乙烯为共轭桥，连接苯并吲哚、苯并噻唑、n-甲基吡啶等电子受体和二甲氨基及其衍生物为电子供体，形成了donor-accepter的结构，具有大斯托克斯位移以及核酸响应良好的优点，减少背景干扰，且生物相容性良好，暗毒性较小；
34、2、本申请公开的荧光探针具有光驱动探针细胞器定位迁移的功本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一类大斯托克斯位移的核酸探针，其特征在于，其结构通式如Ⅰ所示：
2.根据权利要求1所述的一类大斯托克斯位移的核酸探针，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一类大斯托克斯位移的核酸探针，其特征在于，所述的核酸探针分子选自下述结构式N3-N8的任一结构：
4.权利要求1-3任意一项所述的大斯托克斯位移的核酸探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：含有R2取代的式Ⅳ化合物与R5、R6取代的式Ⅴ化合物或R4取代的式Ⅵ化合物在催化剂的催化下进行反应，制得相应的式Ⅰ所示的化合物，反应时间为4-10h，反应温度为80-100℃；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的式Ⅴ化合物采用如下方法制备：含卤烷烃与式Ⅶ化合物按照摩尔比为1：2-5在有机溶剂中反应，制得相应的式Ⅴ所示的化合物；反应时间为12-24h，反应温度为80-100℃，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯中的至少一种；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的式Ⅵ化合物采用如下方法制备：
7.根据权利要求4所述的制备方法，
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，反应条件为：反应温度为70-90℃，反应时间为6-24h，反应溶剂为甲醇或乙醇；
9.权利要求1-2任意一项所述的大斯托克斯位移的核酸探针的应用，其特征在于，所述核酸探针在光诱导下用于线粒体-细胞核级联核酸成像。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述核酸探针在468-515nm波长驱动下由线粒体迁移至细胞核。
...【技术特征摘要】
1.一类大斯托克斯位移的核酸探针，其特征在于，其结构通式如ⅰ所示：
2.根据权利要求1所述的一类大斯托克斯位移的核酸探针，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一类大斯托克斯位移的核酸探针，其特征在于，所述的核酸探针分子选自下述结构式n3-n8的任一结构：
4.权利要求1-3任意一项所述的大斯托克斯位移的核酸探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：含有r2取代的式ⅳ化合物与r5、r6取代的式ⅴ化合物或r4取代的式ⅵ化合物在催化剂的催化下进行反应，制得相应的式ⅰ所示的化合物，反应时间为4-10h，反应温度为80-100℃；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的式ⅴ化合物采用如下方法制备：含卤烷烃与式ⅶ化合物按照摩尔比为1：2-5在有机溶剂中反应，制得相应的式ⅴ所...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊江莉，夏卓然，夏天平，孙文，杜健军，彭孝军，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。