
技术摘要:
一种荧光染料及其制备方法和用途,所述荧光染料对粘度响应敏感并且特异,本底荧光低等优点,还可以作为荧光激活点亮型探针,用于蛋白、酶或核酸的荧光标记、定量或检测。
背景技术:
分子转子是一类荧光强度随微环境粘度变化的染料,它们在激发后分子发生构象 扭曲形成TICT分子内电荷转移态,激发态能量主要以非辐射形式释放,而当它们处于粘度 较大或者较刚性的微环境时,此类分子的分子构象扭曲被限制,此时染料激发态能量主要 以辐射发光的形式释放,即该类分子的荧光性质被激活,重要的是,该类分子的荧光强度随 微环境的粘度的变化而变化,能够实时、原位、灵敏、可视化地显示微环境的粘度变化。 目前,基于限制分子转子的构象扭曲除了用于粘度检测领域之外,还被广泛应用 于荧光激活探针的构建,如,分子转子与BSA结合后,分子构象被蛋白限制,荧光被点亮,而 未与蛋白结合的染料的激发态能量仍然以非辐射形式耗散,从而达到蛋白实时检测、定量 的效果。再如,噻唑橙与DNA、RNA结合前处于荧光淬灭的状态,当与DNA或RNA结合后分子构 象被限制,从而荧光被激活,被广泛用于DNA、RNA的检测与示踪;孔雀绿等分子转子被抗体 包裹,限制分子的构象变化,用于蛋白激活型荧光成像;DHBI与适配体结合,构建用于RNA示 踪的荧光蛋白模拟物;再如,与淀粉样蛋白结合,限制分子的构象变化,用于艾滋海默病的 检测与研究等。 然而,目前的分子转子普遍存在荧光本底高的缺点,即分子转子在自由状态下的 荧光强度较高,较难适用于样本量少、成分复杂、待测物丰度低的样品检测与标记,如生物 样品中的内源性蛋白、核酸、代谢物等,因此,发展一类本底荧光低的分子转子能够进一步 拓展目前荧光转子的用途。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种具有粘度响应性、本底荧光低的荧光染料。 本发明一方面,提供一种荧光染料,所述荧光染料如式(I)所示, 其中: D-为HO-或N(X1)(X2)-,X1、X2各自独立地选自氢、烷基和改性烷基;X1,X2任选相互 连接,与N原子一起形成脂杂环; R选自氰基、羧基、酰胺基、酯基、亚砜基、砜基、磺酸酯基或磺酰胺基;Ar1和Ar2各自 独立地选自亚芳基,亚杂芳基;其中,Ar1、Ar2中的氢原子任选各自独立地被卤原子、羟基、醛 基、羧基、酯基、酰胺基、氰基、磺酸基、磷酸基、氨基、伯氨基、仲氨基、烷基或改性烷基取代; 7 CN 111592472 A 说 明 书 2/24 页 X1、X2任选独立地与Ar1形成脂杂环; 其中:所述“烷基”各自独立地为C1-C10直链或支链烷基;可选地,为C1-C7直链或支 链烷基;可选地,为C1-C5直链或支链烷基;可选地,选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、 异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基,1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、异戊基、1-乙基丙 基、新戊基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、异己基、1,1-二甲基丁基、2,2- 二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、2-乙基 丁基、正庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、3,3-二甲基戊基、2,3-二甲基戊 基、2,4-二甲基戊基、3-乙基戊基或2,2,3-三甲基丁基; 所述“改性烷基”各自独立地为烷基的任意碳原子被选自卤原子、-OH、-CO-、-O-、- CN、-S-、-SO2-、-(S=O)-、叠氮基、伯氨基、仲氨基、叔氨基、季铵盐基的一种或多种基团置 换所得的基团,所述改性烷基具有1-10个碳原子,其中碳碳单键任选独立地被碳碳双键或 碳碳三键置换; 所述的碳原子被置换,是指碳原子或碳原子与其上的氢原子一起被相应的基团置 换; 所述“卤原子”各自独立地为F、Cl、Br或I; 所述“脂杂环”为环上含有N、O、S或Si中的一种或多种杂原子的饱和或不饱和的4 ~15元单环或多环脂杂环,所述脂杂环上含有S原子时,其为-S-、-SO-或-SO2-;所述脂杂环 任选被卤原子、烷基、芳基或改性烷基取代; 所述“亚芳基”为5~13元单环或双环或稠合双环或稠合多环的亚芳香基团; 所述“亚杂芳基”为环上含有选自N、O、S或Si中的一种或多种杂原子的5~13元单 环或双环或稠合双环或稠合多环的亚杂芳香基团; 所述“酯基”为R′(C=O)OR″基团; 所述“酰胺基”为R′CONR″R″′基团; 所述“磺酸基”为R′SO3H基团; 所述“磺酸酯基”为R′SO2OR″基团; 所述“磺酰胺基”为R′SO2NR″R″′基团; 所述“磷酸基”为R′OP(=O)(OH)2基团; 所述“砜基”为R′SO2R″基团; 所述“亚砜基”为R′SOR″基团; 所述“伯氨基”为R′NH2基团; 所述“仲氨基”为R′NHR″基团; 所述“叔氨基”为RNR″R″′基团; 所述“季铵盐基”为R′R″R″′R″″N 基团; 各个R′、R″、R″′、R″″各自独立地为单键、氢、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷 基; 所述“亚烷基”为C1-C1010的直链或支链的亚烷基;可选地,为C1-C7直链或支链亚烷 基;可选地,为C1-C5直链或支链亚烷基; 所述“改性亚烷基”为C1-C10(优选为C1-C6)亚烷基的任意碳原子被选自-O-、-OH、- CO-、-CS-、-(S=O)-中的基团置换所得的基团; 8 CN 111592472 A 说 明 书 3/24 页 可选地,所述“改性烷基”为含有选自-OH、-O-、乙二醇单元(-(CH2CH2O)n-)、单糖单 元、-O-CO-、-NH-CO-、-SO2-O-、-SO-、Me2N-、Et2N-、-S-S-、-CH=CH-、F、Cl、Br、I、氰基中的一 种或多种基团; 可选地,Ar1和Ar2各自独立地为选自下式(II-1)~(II-22)中的结构: 可选地,式(I)所示的化合物选自下式化合物: 9 CN 111592472 A 说 明 书 4/24 页 10 CN 111592472 A 说 明 书 5/24 页 本发明的第二个方面是提供制备上述的荧光染料的方法,其特征在于,包括式(a) 化合物与式(b)化合物发生羟醛缩合反应的步骤。 本发明的第三个方面是提供上述的荧光染料在粘度测试、蛋白荧光标记、核酸荧 光标记、蛋白定量或检测、或者核酸定量或检测中的用途,所述用途为非用于疾病的诊断方 法的用途。 本发明的第四个方面是提供上的荧光染料在制备用于粘度测试、蛋白荧光标记、 核酸荧光标记、蛋白定量或检测、或者核酸定量或检测的试剂中的用途。 本发明的第五个方面是提供一种荧光激活点亮型探针,其包括上述荧光染料。 本发明的第六个方面是提供上述的荧光激活点亮型探针在蛋白荧光标记、核酸荧 光标记、蛋白定量或检测、或者核酸定量或检测中的用途,所述用途为非用于疾病的诊断方 11 CN 111592472 A 说 明 书 6/24 页 法的用途。 本发明的第七个方面是提供上述的荧光激活点亮型探针在制备用于蛋白荧光标 记、核酸荧光标记、蛋白定量或检测、或者核酸定量或检测的试剂中的用途。 本发明所得荧光染料可用于测定样品的粘度,例如适用于微观粘度的测试。根据 另一方面的