专利名称：：对称五甲川菁染料及其在分子影像中的应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及有机化合物及其制备方法领域，进一步涉及这类有机化合物在光学分子影像
技术领域：
中的应用，具体是一类对称五甲川菁染料及其制备方法以及将对称五甲川菁染料作为荧光探针，在活细胞成像研究及其在光学分子影像中的应用。
背景技术：
：分子影像技术具有高灵敏、无辐射等优点，可以在细胞分子水平上实现生物有机体生理、病理变化的实时、无创、动态成像，是疾病早期诊断、疗效预测及评估的有效方法。利用灵敏的光学检测仪器，观测活体内疾病、肿瘤的发生发展、转移、基因的表达等生物学过程，成为近几年光学分子影像领域的研究热点。然而，荧光分子探针是活体内光学分子成像的先决条件，其实现了目标组织的可视化示踪检测。目前应用于光学分子影像学中的探针标记方法有多种，如绿色荧光蛋白(GFP)、量子点(QDs)、荧光素酶、吖啶、罗丹明等。除此夕卜，还有一类具有特殊“吸-拉”结构的有机小分子功能染料一一菁染料，它具有波长可调范围广，几乎可以覆盖从可见到近红外的所有波段；立体位阻小，不干扰细胞的正常生理功能，较强的膜通透性，在活体中易于被排泄，毒性小等优点，被广泛应用于凝胶成像、活细胞成像、活体成像、流式细胞术以及肿瘤的光动力疗法O3DT)等生物医学领域中。一般菁染料不具备特异选择性，必须与生物特异性活性载体相连接，利用两者的相互作用来实现肿瘤的靶向检测。通常在探针上连接有活性反应基团(如羧基-C00H、异硫氰酸酯R-N=C=S、氨基-NH2等)，使其与抗体、多肽、蛋白质、核酸的氨基或羧基发生反应形成稳定的共价键，其中羧基活性基团应用最为广泛。目前带活性羧基的菁染料的合成通常采用不对称合成法，使活性羧基位于分子两端的杂环上(如商品化探针Cy3、Cy5系列)，首先将卤代烷羧基和吲哚杂环生成N-羧基吲哚盐，其再与缩合剂反应生成半菁，半菁再和另一份吲哚碘盐反应生成菁染料，此合成路线复杂、副产物多、目标产物产率低、难分离，从而导致其价格昂贵。近年来据文献报道[Lee,H.，Akers,ff.，Bhushan,K.，Bloch,S.，Sudlow,G.，Tang,R.，andAchilefu,S.Near-1nfraredpH-activatablefluorescentprobesforimagingprimaryandmetastaticbreasttumors.BioconjugateChemistry2011，22，777-784.Ying，L.Q.，andBranchaud，B.P.Facilesynthesisofsymmetric,monofunctionalcyaninedyesforimagingapplications.BioconjugateChemistry2011，22，865-869]，在菁染料甲川链上链接活性羧基合成主要有两种方法:一种为巯基取代甲川链上的氯原子，常用于七甲川菁染料合成中；另一种将甲川链上的叔氮反应成季铵盐，常应用于五甲川菁染料中。对于巯基取代甲川链上氯原子在七甲川菁染料中的应用，前人已经做了优秀的工作，并且在甲川链上引入六元环以增强其稳定性。然而，采用巯基取代甲川链上氯原子在五甲川菁染料的合成及其在细胞成像和光学分子影像研究中的应用还未见文献报道，并且现有应用于分子影像中的菁染料荧光探针具有合成路线复杂、副产物多、难纯化、光稳定性差等缺点。
发明内容本发明的目的在于克服现有五甲川菁染料存在的上述不足，提供一类具有对称性结构、新型的五甲川菁染料。本发明的另一个目的提供一种易于合成的五甲川菁染料的制备方法。本发明的进一步目的是将制备的五对称甲川菁染料作为荧光探针，根据靶分子的不同，用于不同生物医学靶向荧光标记。本发明制备的对称五甲川菁荧光探针具有通式I的结构:权利要求1.一类对称五甲川菁染料，其特征在于具有如下结构通式1:2.根据权利要求1所述的对称五甲川菁染料，其特征在于R1为Cu烷基。3.根据权利要求2所述的对称五甲川菁染料，其特征在于Cu烷基为CH3、CH2CH3或CH2CH2CH3O4.根据权利要求1所述的对称五甲川菁染料，其特征在于R2为水溶性基团S03R4。5.根据权利要求1所述的对称五甲川菁染料，其特征在于水溶性基团SO3R4的R4为钾离子K+。6.一种如权利要求1所述的对称五甲川菁染料的制备方法，包括以下步骤:(1)将烷基化试剂R1Y与吲哚杂环A在水热合成反应釜中反应制得吲哚季铵盐B;其中R1Y过量，反应温度70120°C,反应时间24小时,反应溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈或反应物R1Y本身；7.根据权利要求6所述的对称五甲川菁染料的制备方法，其特征在于所述步骤(I)的烷基化试剂R1Y中，Y为碘离子Γ。8.如权利要求6步骤(3)-(6)所制备的对称五甲川菁染料Cy1、CyIC和CyIC-GXl作为生物荧光探针在分子影像及活细胞成像的应用。全文摘要一类具有通式I结构的对称五甲川菁染料及其在分子影像中的应用，属于有机化合物和光学分子影像
技术领域：
。通式I中X为Cl或S(CH2)nCOOH或II；R1为C1-6烷基，(CH2)pOR3或(CH2)pC6H5；R2为H、甲基、羟基、卤素、硝基、苄氧基、烷氧基或水溶性基团SO3R4；R4为H或钠离子或钾离子；Y-为卤素离子或PF6-或TsO-。通过对称合成方法制备了具有通式I的五甲川菁染料荧光探针，解决了不对称合成方法步骤繁琐、副产物、产率低的问题。该类染料具有毒性低、活细胞膜通透性、光稳定性良好等优点，可用于标记活细胞及在体分子影像领域中应用。文档编号C09B23/16GK103146220SQ20121043693公开日2013年6月12日申请日期2012年10月25日优先权日2012年10月25日发明者张象涵,辛静,梁继民,田捷,詹勇华,陈丹,王福,屈晓超申请人:西安电子科技大学