一类双核钌配合物及其制备方法和作为活细胞荧光染料的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一类双核钌（II）配合物及其制备方法和作为活细胞荧光染料的应用。本发明的双核钌（II）配合物的阳离子部分为[(phen)2Ru(L)Ru(phen)2]4+，结构式如I，阴离子部分为(ClO4)－或Cl－，其具有优良的荧光特性和良好细胞膜渗透能力，是良好的活细胞成像试剂，同时兼具有较大的双光子吸收界面，无需细胞预处理即可对活细胞中细胞质着色，抗漂白能力好，结构简单且稳定。细胞存活率实验结果表明配合物的细胞毒性比较低，对细胞损伤小，着色灵敏度高、细胞渗透能力强，在作为长时间，单、双光子细胞成像染料和生物探针方面将有极大的应用潜力。
【专利说明】一类双核钌配合物及其制备方法和作为活细胞荧光染料的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及细胞成像试剂【技术领域】，具体涉及一类双核钌配合物及其制备方法和作为单、双光子活细胞荧光染料的应用。
【背景技术】
[0002]近年来，活细胞成像成为科学家们关注的焦点，而随着激光共聚焦荧光显微镜技术的不断发展，人们对细胞的研究日益深入，适合的生物成像试剂的开发激起科学家们的极大兴趣。目前，应用于细胞成像领域的商用荧光染料大部分是一些有机小分子，如PI，DAPI, Mitotracker Green等。然而,这些有机分子存在一些缺点:水溶性比较低，容易产生沉淀或者与细胞作用后即刻析出，影响染色效果；具有比较高的细胞毒性，染料与细胞作用后，导致细胞的死亡，影响对细胞正常状态的观测；光稳定性低，因受空气中或介质中活性剂基团(单线态氧等)的作用，染料在激发波长照射后，荧光不断减弱，光漂白现象严重，不利于成像稳定；激发和发射光谱的交叉严重(stoke shift小)，一般在几十个纳米左右，不利于区分内源荧光和降低染料本身的自淬灭(G.P.Pfeifer, Y.H.You and A.Besaratiniaj Mutat.Res.，2005，571，19; W.R.Zipfelj R.M.Wiliams and W.W.Webb, Nat.Biotechnol.，2003，21，1369.)。
[0003]使用双光子荧光探针则是解决以上问题的一个重要方法。由于这些分子发射波长在近红外或更长，且具有较低的毒性，较高的光稳定性，减弱了光漂白现象，越来越多的实验室将他们的眼光放在这类双光子染料上(U.K.Tirlapur and K.Konig, Nature,2002，418，2 90.)。这些分子包括了有机染料、发光d6金属配合物(如Ir、Re的配合物)、d8钼金属配合物、dlO锌(II)金属配合物和量子点等(H.M.Kim, B.R.Cho, Acc.Chem.Res., 2009, 42, 863; Q.Zhao, C.Huang and F.Li, Chem.Soc.Rev., 2011,40, 2508; S.Botchway, M.Charn ley, J.Haycock, A.Parker, D.Rochester, J.Weinstein and J.Williams, PNAS, 2008，105，16071; Y.Hai, J.J.Chen, P.Zhao,H.Lv, Y.Yu, P.Xu and J.L.Zhang, Chem.Commun., 2011, 47, 2435; D.R.Larson, ff.R.Zipfel, R.M.Williams, S.ff.Clark, M.P.Bruchez, F.ff.Wiseand W.ff.Webb, Science, 2003，300，1434.)。然而，具有较大双光子吸收性、较高兼容性、光稳定性及膜穿透能力、低细胞毒性的双光子荧光探针仍报道很少。
[0004]钌(II)金属多吡啶配合物凭借其优良的光化学性质，如非线性光学性质明显、发光效率高、激发和发射光谱stoke位移大、光稳定性强、且发光寿命相对更长，用于细胞成像试剂方面具有其独特的优点。另外，这类配合物分子量较小，因此在活细胞染色过程中更容易穿透细胞膜(V.Fernandez-Moreira, F.Thorp-Greenwood and Μ.P.Coogan, Chem.Commun., 2010, 46，186.)。目前，已有一部分钌(II)金属多吡啶配合物应用于活细胞成像的研究，但能成功作为双光子细胞成像染料的还较少(S.C.Boca, M.Four, A.Bonne,B.van der Sanden, S.Asti lean, P.L.Baldeck and G.Lemercier, Chem.Commun.,2009，4590; H.Kej H.Wang, W._Κ.Wong, N._K.Makj D.W.J.Kwongj K.-LWong and H.-L Tamj Chem.Commun.，2010，46，6678; P.Zhang, L Peij Y.Chen,W.Xuj Q.Linj J.Wang, J.Wuj Y.Shenj L Ji and H.Chaoj Chem.Eur.J.，2013，19，15494.)，因此钌(II)金属多吡啶配合物作为双光子荧光探针的巨大潜力仍待开发。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一类双核钌配合物，所述双核钌配合物具有较大的双光子吸收界面，无需细胞预处理即可对活细胞中细胞质着色，抗漂白能力好，在作为长时间双光子细胞成像染料和生物探针方面将有极大的应用潜力。
[0006]本发明的另一个目的是提供上述双核钌配合物的制备方法。
[0007]本发明还有一个目的是提供上述双核钌配合物作为活细胞荧光染料的应用。
[0008]本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现:
一类双核钌配合物，由阳离子和阴离子组成，所述阳离子为[(Phen)2Ru(L)Ru (phen)2]4+,简写为RuLx，结构式如I,
【权利要求】
1.一类双核钌配合物，由阳离子和阴离子组成，其特征在于，所述阳离子为[(phen) 2Ru (L) Ru (phen) 2]4+，结构式如 I，
2.根据权利要求1所述双核钌配合物，其特征在于，所述阴离子为无机盐离子。
3.根据权利要求2所述双核钌配合物，其特征在于，所述无机盐阴离子为(ClO4)一或Cl—。
4.权利要求1所述双核钌配合物的制备方法，其特征在于，制备步骤如下: 51.将1，10-邻菲罗啉-5，6-二酮、乙酸铵、间苯乙醛、冰醋酸与相应苯胺类化合物在氩气保护下混合加热回流24小时，混合物冷却至室温后加入水，中和，抽滤，得到沉淀用水和乙醚洗涤、甲醇重结晶，得到相应中间产物； 52.将步骤SI得到的中间产物与Cis-[Ru(Phen)2Cl2].2H20加入到乙二醇中，氩气保护下加热回流12小时，冷却至室温后滴加阴离子无机盐的饱和溶液产生沉淀，抽滤，产物过柱用甲苯与乙腈体积比为1:`3的混合液冲洗，真空干燥得终产物。
5.根据权利要求4所述双核钌配合物的制备方法，其特征在于，所述阴离子无机盐中的阴离子为(ClO4)—或Cl—。
6.权利要求1所述双核钌配合物在作为活细胞荧光染料的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述活细胞荧光染料为活细胞的细胞质荧光染料。
【文档编号】G01N33/52GK103709203SQ201410000824
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】巢晖, 许文超, 左嘉睿, 计亮年 申请人:中山大学