含砜基的雙光子熒光染料的制作方法
【專利摘要】一類含砜基的雙光子熒光染料，具有通式I的結構，如附圖1。該類熒光染料在活細胞中非谷胱甘肽區域內具有較低的熒光背景，在活細胞中谷胱甘肽區域內具有較強的熒光信號，且對活細胞內谷胱甘肽具有很強的專一性標記。這類化合物具有一定水平的水溶性，同時具有良好的細胞膜通透性。并且還具有較大的有效的雙光子吸收截面。本發明的這類化合物同時還具有較低的生物毒性、光毒性、光漂白性。其光譜范圍與生物樣品的光譜范圍有足夠大的差異。
【專利說明】含砜基的雙光子熒光染料
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一類含砜基的雙光子熒光染料、其制備方法，以及利用該類熒光染料 對腫瘤活細胞或組織中谷胱甘肽的識別及定量檢測。
【背景技術】
[0002] 谷胱甘肽（glutathione，GSH)是一種含Y-酰胺鍵和巰基的三肽，由谷氨酸、半胱 氨酸和甘氨酸結合。存在于幾乎身體的每一個細胞。機體新陳代謝產生的過多自由基會損 傷生物膜，侵襲生命大分子，加快機體衰老，并誘發腫瘤或動脈粥樣硬化的產生。谷胱甘肽 主要生理作用即作為體內一種重要的抗氧化劑，清除掉人體內的自由基，保護許多蛋白質 和酶等分子中的巰基。此外，細胞內的谷胱甘肽還能幫助保持正常的免疫系統的功能，具有 抗氧化作用和整合解毒作用。所以建立一種簡便的、快速的、有效的、靈敏的細胞內谷胱甘 肽檢測方法是十分必要的。
[0003] 現有識別及檢測谷胱甘肽的方法主要有：酶分析法、DTNB法等。但上述方法在實 際成像應用中存在以下缺陷：對谷胱甘肽的特異選擇性、無法實現活體成像等。熒光標記的 光學分子成像的出現為現存的問題提供了一種很好的解決方法。目前，菲啶類（EB、PI)、吖 啶類（A0)、咪唑類（Hoechst、DAPI)和花菁家族類（Cy、T0T0、SYT0)等熒光染料在基因組學 技術、核酸定量檢測、血細胞分析等領域中都起到了重要的作用。然而，用于活細胞及組織 內的谷胱甘肽檢測和標記的熒光染料與探針還相對較少，且識別和檢測性能較差。同時，含 巰基的生物小分子結構和反應活性的相似性，往往使得一般檢測谷胱甘肽的熒光染料對半 胱氨酸和高半胱氨酸產生相同或相似的響應。因此，發展高選擇性檢測谷胱甘肽的熒光傳 感器和染料仍然存在巨大挑戰。
[0004] 隨著顯微成像技術的發展，熒光染料在顯微成像研宄中已經成為最重要的依附 工具。其中雙光子熒光染料與傳統的單光子熒光染料相比，雙光子熒光染料具有顯著 優勢：近紅外激發、暗場成像、避免熒光漂白和光致毒、定靶激發、高橫向分辨率與縱向 分辨率、降低生物組織吸光系數及降低組織自發熒光干擾等（Nature，1999,2:989-996 ; Science, 1997,275:530.AngewandteChemieInternationalEdition, 2001,40:2098.)，因 此雙光子熒光染料為生物顯微成像提供了一個嶄新的平臺。而對細胞內的谷胱甘肽的標記 成像、其活體內分布成像以及組織深度成像的專一性雙光子熒光染料還相對較少，開發專 一性好的標記腫瘤的雙光子熒光探針是實現雙光子腫瘤成像的關鍵。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的，首先在于提供一類含砜基的雙光子熒光染料，所述染料具有通式I 的結構（附圖1):
[0006]
[0007] 通式I中：
【權利要求】
1. 含砜基的雙光子熒光染料，具有通式I的結構：
通式I中： 所述的R1選自：
所述的R2選自：
所述的R3選自：
所述的L1、LjPL3各自獨立地選自：Cn燒基、-O(CH2) n-、- (CH2)n0-、-O(CH2)n0-、-NH(CH2) n-、- (CH2)nNH-、-NH(CH2)nNH-、-N(CH3) (CH2) n-、- (CH2)nN(CH3)-、-N(CH3) (CH2)nN(CH3)-，其中 n是1-8的整數。
2. 權利要求1所述的含砜基的雙光子熒光染料，其特征在于：所述的Ri選自：
3. 權利要求1所述的含砜基的雙光子熒光染料，其特征在于：所述的R2為：
4. 權利要求1所述的含砜基的雙光子熒光染料，其特征在于：所述的LJPL2各自獨立 選自-0 (CH2)n0-、-NH(CH2)nNH-、-N(CH3) (CH2)n-或-N(CH3) (CH2)nN(CH3)。
5. 權利要求1所述的含砜基的雙光子熒光染料，其特征在于：所述的L3選自-(CH2) n-、-(CHCH3)n-或-(CH3CCH3)η-ο
6. 權利悪龍I所沭的含砸,某的^/光子w光塾料·洗白ik合物A,-A"，
7. 權利要求1所述的含砜基的雙光子熒光染料的制備方法，包括如下步驟： 1. R3-Br與H-L3-H按摩爾比1:1-1: 5反應，制備化合物R3-L3-H; 反應溫度為60-KKTC，反應時間為1-14小時，反應溶劑選自二氯甲烷、乙醇、甲醇、丙 酮、丙三醇、乙酸乙酯、醋酸或其混合物； 2. HO-R1-Br與R3-L3-H按摩爾比 1:1-1:3 反應，制備化合物R3-L3-R1-Br; 反應溫度為60-160°C，反應時間為1-14小時，反應溶劑選自二氯甲烷、乙醇、甲醇、丙 酮、丙三醇、乙酸乙酯、醋酸或其混合物； 3) 將步驟2)中制備得到的化合物R3-L3-R1-Br與H-L1-H按照摩爾比1:1-1:5反應，制 備化合物RfL3-R1-L1-H: 反應溫度為60-175?，反應時間為1-10小時，反應溶劑為乙醇、乙二醇單甲醚或其混 合物； 4. R2-OH與H-L2-H按照摩爾比1:1-1:5反應，制備化合物R2-L2-H: 反應溫度為25-KKTC，反應時間為1-7小時，反應溶劑為乙醇、乙腈、丙酮或其混合物； 5) 使化合物R3-L3-R1-L1-IR2-L2-H與二氯亞砜按照摩爾比1:1:1-1:1:5反應，制備化 合物I:
反應溫度為-15°C?25°C，反應時間為0. 2-3.O小時，反應溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、 丙酮、N，N-二甲基甲酰胺或其混合物。
8. 權利要求1-6中任一權利要求所述的含砜基的雙光子熒光染料在生物檢測與標記 中的應用。
9. 權利要求8所述的含砜基的雙光子熒光染料在生物檢測與標記中的應用，其特征在 于所述的生物檢測與標記目標物為谷胱甘肽。
【文檔編號】C09B57/08GK104448899SQ201410664580
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】仉華, 王彩霞, 王魁, 蔣濤, 王歌, 蔣凱 申請人:河南師范大學