以硝基苯并咪唑为rna识别基团的荧光染料、其制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料、其制备方法及应用，以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料具有通式I的结构，其中D是染料发色基团，所述D的母体选自萘酰亚胺类染料、菁染料、罗丹明染料、荧光素染料、蒽吡啶酮类染料或苝酰亚胺类染料。本发明还提供了所述以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料在生物样品中特异性RNA标记的应用。本发明荧光材料对RNA具有高效专一的识别能力，同时还具有高效的双光子吸收能力，并且具有较低的光致毒性、生物毒性和光漂白性。
【专利说明】以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及荧光染料技术，尤其涉及一种以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料、其制备方法及应用。
【背景技术】
[0002]核糖核酸(即Ribonucleic acid，缩写为RNA)是一种重要的生物大分子，因为分子由核糖核苷酸组成而得名。每个RNA分子都由核苷酸单元长链组成，每个核苷酸单元含有一个含氮碱基、一个核糖和一个磷酸基。RNA是具有细胞结构的生物的遗传讯息中间载体，并参与蛋白质合成；还参与基因表达调控。对一部分病毒而言，RNA是其唯一的遗传物质。RNA存在于一切细胞的细胞质和细胞核中，也存在于大多数已知的植物病毒和部分动物病毒以及一些曬菌体中。
[0003]RNA是由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸、核糖和碱基构成。RNA的碱基主要有4种:A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶，其中，U(尿嘧啶)取代了 DNA中的T胸腺嘧啶而成为RNA的特征碱基。与DNA不同，RNA —般为单链长分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也需要通过碱基配对原则形成一定的二级结构乃至三级结构来行使生物学功能。
[0004]随着分子生物学技术方法的成熟与发展，DNA分析技术已经在法医学中得到广泛应用，但RNA分析技术的应用还处于起步阶段，法医学中采用RNA分析判断死亡间隔时间的第一篇文献在1984年发表，随后也只有一些零散的报导，直到上个世纪末期，RNA分析技术的发展促使了在体液分析中的应用和伤口愈合中分子变化的研究，RNA分析技术在法医病理分子生物学中的研究及应用越来越多。
[0005]目前，已经商业化的选择性标记RNA突光染料只有invitrogen公司出品的S'K) RNA Select? Green-Fluorescent Cell Stain 一种染料,简称 SYTO。该染料在实
际成像应用中存在一些缺陷，例如与RNA响应时间较长、光致毒性大和光稳定性差等，这些缺陷大大降低了该RNA染料在生物成像标记中的应用价值。此外,Song, Liu, Shirinfar和Chang等课题组也报道了一部分用于RNA标记的小分子荧光染料，这些染料不同程度的具有一定双光子吸收性质。但是这些RNA染料在RNA选择性上均未达到专一性的要求，且其识别机理均不明确。因此，开展应用识别机理清楚的专一性的荧光染料对细胞内RNA进行实时原位成像的工作变得尤为迫切。
[0006]综上，现有RNA分析技术采用的RNA荧光染料与RNA响应时间较长、光致毒性大、光稳定性差和在RNA选择性上均未达到专一性要求的缺点。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，针对上述现有RNA分析技术存在光致毒性大、光稳定性差和专一性差的缺陷，提出一种以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料，该荧光材料对RNA具有高效专一的识别能力，同时还具有高效的双光子吸收能力，并且具有较低的光致毒性、生物毒性和光漂白性。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料，所述荧光染料具有通式I的结构:
[0009]
【权利要求】
1.一种以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料，其特征在于，所述荧光染料具有通式I的结构:
2.根据权利要求1所述以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料，其特征在于，所述D的母体选自通式II的化合物、通式III的化合物或通式IV的化合物:
3.根据权利要求1所述以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料，其特征在于，所述通式I的化合物能与RNA上的碱基发生化学反应。
4.根据权利要求3所述以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料，其特征在于，所述通式I的化合物能与RNA上的尿嘧啶发生氧化还原反应。
5.一种权利要求1-4任意一项所述以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:将D的母体与6-硝基苯并咪唑按摩尔比为1:1-1:5反应，反应温度为25-150°C，反应时间为6-48小时，反应溶剂为二氯甲烷、乙醇和乙酸乙酯中的一种或多种，反应在有机碱存在条件下进行，以4- 二甲氨基吡啶为催化剂。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料为具有通式V的化合物:
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中通式VI的化合物与乙醇胺摩尔为1:1-1:2.5，反应温度为100-165°C，反应时间为1_9小时，反应溶剂为乙醇和/或乙二醇单甲醚。
8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，步骤(2)的反应温度为40-130°C，反应时间为7-32小时，反应溶剂为二氯甲烷、乙醇和乙酸乙酯中的一种或多种，反应在有机碱存在条件下进行，以4-二甲氨基吡啶为催化剂，通式VII的化合物与6-硝基苯并咪唑按照摩尔比1:1-1:3反应。
9.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述通式VI的化合物采用以下步骤制备而成:将4-溴-1，8-萘酐与通式VDI的化合物按照摩尔比1:1-1:5反应，反应温度为70-150°C，反应时间为1-12小时，反应溶剂选自二氯甲烷、乙醇、乙酸乙酯和醋酸中的一种或多种；
10.权利要求1-4任意一项所述以硝基苯并咪唑为RNA识别基团的荧光染料在生物样品中特异性RNA标记的应用。
【文档编号】G01N21/64GK103710021SQ201310691037
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】彭孝军, 张双喆, 樊江莉, 王静云, 仉华 申请人:大连理工大学