一种基于苯并噻二唑的聚丙烯酸酯类荧光探针、合成方法及在监测脂滴中的应用

本发明涉及一种基于苯并噻二唑的聚丙烯酸酯标记细胞内脂滴的聚合物荧光探针，以及光谱测试、细胞成像；属于生物医药。

背景技术：

1、脂滴是一种动态的细胞内细胞器，也称为脂质体、油体或脂肪体，是富含脂质的细胞器，可调节中性脂质的储存和水解，主要存在于脂肪组织中。它们还可以作为胆固醇和酰基甘油的储存库，用于膜的形成和维护。脂滴由中性脂质核心组成，主要由磷脂单层包围的三酰基甘油 (tag) 和胆固醇酯组成。脂滴的表面被许多参与脂质代谢调节的蛋白质修饰。脂滴在能量稳态和脂质代谢中起核心作用。此外，脂滴有助于细胞蛋白质运输和蛋白质成熟。脂滴在细胞内参与多种生理过程，其功能失调与多种疾病相关，因此，脂滴研究对于多种疾病的病因产生和预防具有重要意义。到目前为止，荧光探针技术的出现和发展已经引起了大量研究人员的关注。与传统的检测方法相比，荧光传感技术具有良好的时效性和方便性。因此，大量用于特定标记脂滴的荧光探针已经被开发出来。此外，还开发了具有特定性质的特定探针来研究脂滴的功能和疾病相关性。由于脂滴环境提供了更疏水和更粘稠的差异环境，如果能够寻找到一种能够区分脂滴内外环境的荧光探针，将对进一步研究脂滴致病机制和治疗方案提供一种新的手段。

2、尽管目前已有部分脂滴荧光探针实现商业化，但是基于聚合物的脂滴探针报道较少，大多数已知的小分子探针光稳定性不好，包括先天生物分子也发射 (自发荧光)。

3、所以，本发明设计了一种动态监测细胞内脂滴的聚合物探针，它具有特异性强，水溶性好，较低的生物毒性以及ph稳定的特点。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于苯并噻二唑的聚丙烯酸酯类荧光探针、合成方法及在监测脂滴中的应用，实现以下发明目的：对极性环境敏感，耐ph的范围较宽，抗离子干扰能力强，在不同极性的环境下光稳定性好，水溶性好，较低的生物毒性，特异性强。

2、为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

3、一种基于苯并噻二唑的聚丙烯酸酯类荧光探针，所述荧光探针的结构式如下：

4、

5、n=7。

6、所述荧光探针的合成方法为将化合物3与pegma400、偶氮二异丁腈、 (2-[(十二基硫硫代碳酰)硫]丙酸)溶于四氢呋喃中，反应体系除氧后，在69-71℃下反应23-25h，纯化后得到荧光探针nbma-co-pegma400。

7、所述化合物3和pegma400的摩尔比为0.05:0.9-1.1；所述化合物3和偶氮二异丁腈的摩尔比为9.5-10.5:1；所述化合物3和(2-[(十二基硫硫代碳酰)硫]丙酸)的摩尔比为1.8-2.2:1；所述化合物3和四氢呋喃的质量体积比为5-5.2mg:1ml。

8、所述化合物3的制备方法为：将化合物2溶于二氯甲烷中，加入三乙胺，在n2环境和冰水浴条件下，将甲基丙烯酰氯缓慢加入到反应体系中，搅拌0.9-1.1h，然后移入常温反应23-25 h，经萃取、干燥、纯化得到化合物3。

9、所述化合物2和甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2.9-3.1；所述二氯甲烷和甲基丙烯酰氯的体积比为39-41:1；所述三乙胺和甲基丙烯酰氯的体积比为1:0.9-1.1。

10、所述化合物2的制备方法为：将4-溴-7-硝基-苯并[1,2,5]噻二唑和乙醇胺溶于乙醇中，在n2环境下，在89-91℃下回流反应4.3-4.7h，提纯得到化合物2。

11、所述4-溴-7-硝基-苯并[1,2,5]噻二唑和乙醇胺的摩尔比为1:1.1-1.3；所述乙醇胺和乙醇的质量体积比为1mg：1.6-1.7ml。

12、所述化合物2为( 2-((7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑-4-基)氨基)乙醇)。

13、所述化合物3为( 2-[(7-硝基-2,1,3-苯并恶二唑-4-基)氨基]乙基2-甲基-2-丙烯酸酯)。

14、所述的荧光探针在在监测脂滴中的应用，所述探针对脂滴进行特异性动态传感检测，所述传感检测指荧光光谱检测或荧光细胞成像。

15、所述探针nbma-co-pegma400的合成路线如下：

16、

17、

18、 与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：

19、（1）本发明nbma-co-pegma400探针的用途：该荧光探针可以应用于生物体系中脂滴的动态传感检测；所述的传感检测包含荧光检测、细胞成像等。

20、（2）本发明所述荧光探针对极性环境敏感，对thf有良好的亲脂性。

21、（3）本发明所述荧光探针在ph=0.998～12.072环境下荧光强度变化较小，具有较好的耐ph性能。

22、（4）本发明所述荧光探针的光稳定性较好，在甲苯或pbs中均均有良好的光稳定性。

23、（5）本发明所述荧光探针的水溶性好，生物毒性低，探针和细胞共孵育，细胞存活率在90 %以上。

24、（6）本发明所述荧光探针检测细胞内脂滴具有可靠性、准确性的特点，对lds 具有良好的靶向性，脂滴标记染料nile red和探针对hela细胞的pearson共定位系数为0.89。

技术特征：

1.一种基于苯并噻二唑的聚丙烯酸酯类荧光探针，其特征在于：所述荧光探针的结构式如下：

2.权利要求1所述荧光探针的合成方法，其特征在于：所述合成方法为将化合物3与pegma400、偶氮二异丁腈、 (2-[(十二基硫硫代碳酰)硫]丙酸)溶于四氢呋喃中，反应体系除氧后，在69-71℃下反应23-25h，纯化后得到荧光探针nbma-co-pegma400。

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述化合物3和pegma400的摩尔比为0.05:0.9-1.1；所述化合物3和偶氮二异丁腈的摩尔比为9.5-10.5:1；所述化合物3和(2-[(十二基硫硫代碳酰)硫]丙酸)的摩尔比为1.8-2.2:1；所述化合物3和四氢呋喃的质量体积比为5-5.2mg:1ml。

4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述化合物3的制备方法为：将化合物2溶于二氯甲烷中，加入三乙胺，在n2环境和冰水浴条件下，将甲基丙烯酰氯缓慢加入到反应体系中，搅拌0.9-1.1h，然后移入常温反应23-25 h，经萃取、干燥、纯化得到化合物3。

5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于：所述化合物2和甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2.9-3.1；所述二氯甲烷和甲基丙烯酰氯的体积比为39-41:1；所述三乙胺和甲基丙烯酰氯的体积比为1:0.9-1.1。

6.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于：所述化合物2的制备方法为：将4-溴-7-硝基-苯并[1,2,5]噻二唑和乙醇胺溶于乙醇中，在n2环境下，在89-91℃下回流反应4.3-4.7h，提纯得到化合物 2。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于：所述4-溴-7-硝基-苯并[1,2,5]噻二唑和乙醇胺的摩尔比为1:1.1-1.3；所述乙醇胺和乙醇的质量体积比为1mg：1.6-1.7ml。

8.根据权利要求4-6任一项所述的合成方法，其特征在于：所述化合物2为( 2-((7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑-4-基)氨基)乙醇)。

9.根据权利要求2-4任一项所述的合成方法，其特征在于：所述化合物3为( 2-[(7-硝基-2,1,3-苯并恶二唑-4-基)氨基]乙基2-甲基-2-丙烯酸酯)。

10.权利要求1所述的荧光探针在在监测脂滴中的应用，其特征在于：所述探针对脂滴进行特异性动态传感检测，所述传感检测指荧光光谱检测或荧光细胞成像。

技术总结
本发明提供一种基于苯并噻二唑的聚丙烯酸酯类荧光探针，所述荧光探针为NBMA‑co‑PEGMA400，本发明NBMA‑co‑PEGMA400探针可以应用于生物体系中脂滴的动态传感检测；所述的传感检测包含荧光检测、细胞成像等；本发明所述荧光探针对极性环境敏感，对THF有良好的亲脂性；本发明所述荧光探针在pH=0.998~12.072环境下荧光强度变化较小，具有较好的耐pH性能。

技术研发人员：王建勇,王茂华,崔为龙,朱秀忠
受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15