BG112900A - Preparation of three-cationic asymmetric mono- and trimethycine cyanide dyes - Google Patents
Preparation of three-cationic asymmetric mono- and trimethycine cyanide dyes Download PDFInfo
- Publication number
- BG112900A BG112900A BG112900A BG11290019A BG112900A BG 112900 A BG112900 A BG 112900A BG 112900 A BG112900 A BG 112900A BG 11290019 A BG11290019 A BG 11290019A BG 112900 A BG112900 A BG 112900A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- dye
- general formula
- dyes
- given above
- derivatives
- Prior art date
Links
Abstract
Description
ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАFIELD OF THE INVENTION
[0001] Изобретението се отнася до нови флуорогенни цианинови производни, които могат да багрят мъртви или умиращи клетки или да откриват ДНК в разтвор или агарозен гел чрез флуоресценция при възбуждане при определена дължина на вълната, е обща формулаThe invention relates to novel fluorogenic cyanine derivatives which can dye dead or dying cells or detect DNA in solution or agarose gel by excitation fluorescence at a certain wavelength, is a general formula
ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Флуоресцентните багрила, прилагани за биологично маркиране, обикновено се разделят на два основни класа по отношение на начините за свързване между флуоресцентното багрило и маркирания биоагент. Първият клас са флуоресцентни багрила, които се свързват с биоагента чрез подходящи активни групи, като родаминови багрила, флуоресцеини, нафталимиди, стилбени, акридин и флуорени. Другият клас флуоресцентни багрила имат афинитет към ДНК и РНК и се включват в техните структури. Това са цианинови багрила, като тиазол оранж (ТО), оксазол жълто (YO) и техните димери (ТОТО и YOYO) и фенантридинови багрила, от които най-използвано багрило е пропидиев йодид [1].Fluorescent dyes used for biological labeling are generally divided into two main classes with respect to the ways of binding between the fluorescent dye and the labeled bioagent. The first class are fluorescent dyes which bind to the bioagent through suitable active groups, such as rhodamine dyes, fluoresceins, naphthalimides, stilbenes, acridine and fluorenes. The other class of fluorescent dyes have an affinity for DNA and RNA and are incorporated into their structures. These are cyanine dyes, such as thiazole orange (TO), oxazole yellow (YO) and their dimers (TOTO and YOYO) and phenanthridine dyes, of which the most commonly used dye is propidium iodide [1].
[0003] Вторият клас багрила имат много предимства пред първия клас багрила, като например липса на флуоресценция, преди да навлезе багрилото в структурата на нуклеиновите киселини и липса на фоново пречене. Когато молекулата на багрилото се вмъкне в ДНК молекулата, особено в двойната спирала на ДНК, интензитетът на флуоресценцията може да се увеличи повече от 1000 пъти, а в РНК повече от 3000 пъти [1, 2]. Тези багрила имат умерен до много висок афинитет към нуклеинови киселини взависимост от тяхната структура и техния заряд, е малко или никакво оцветяване на други биополимери.The second class of dyes has many advantages over the first class of dyes, such as lack of fluorescence before the dye enters the nucleic acid structure and lack of background interference. When the dye molecule is inserted into the DNA molecule, especially in the double helix of DNA, the fluorescence intensity can increase more than 1000 times, and in RNA more than 3000 times [1, 2]. These dyes have a moderate to very high affinity for nucleic acids depending on their structure and their charge, little or no staining of other biopolymers.
[0004] При физическо свързване за целите на флуоресцентно маркиране основно се използват несиметричните цианинови багрила [3]. Те се свързват към нуклеиновите киселини чрез електростатична връзка и интеркалиране на базова двойка и зависят от структурата и заряда на багрилото и отношението на концентрацията на багрилата към нуклеиновите киселини. Първият метод за получаване на несиметрични монометинцианинови багрила е разработен от Brooker и сътрудници [4], при който 2метилтиобензазолиеви кватернерни соли реагират с кватернерни соли на хинолина и пиридина, притежаващи активна метилова група.Asymmetric cyanine dyes are mainly used for physical bonding for fluorescent labeling purposes [3]. They bind to nucleic acids by electrostatic bonding and base pair intercalation and depend on the structure and charge of the dye and the ratio of dye concentration to nucleic acids. The first method for the preparation of asymmetric monomethicyanine dyes was developed by Brooker et al. [4], in which 2-methylthiobenzazole quaternary salts are reacted with quaternary salts of quinoline and pyridine having an active methyl group.
[0005] Обикновенно за синтез на монометинцианиновите багрила ТО и YO се използват 1алкил-4-метилхинолинова сол и съответно 2-метилтио-З-метилбензотиазолиева сол или 2метилтио-3-метилбензоксазолиева сол [5], в присъствие на метилиращ агент йодометан. При тази реакция се получава като страничен продукт CH3SH, който е силно отровен. Ситезирани са и други моноцианинови багрила РО и ВО при използването съответно на бензоксазолови и бензотиазолови соли с пиридинови производни, в присъствие на базичен агент [5], но те по малко се използват. Посочените четири багрила са еднозарядни, интеркалират в ДНК молекулата, притежават по-малък афинитет към ДНК и не са проницаеми в живите клетки.Typically, a 1-alkyl-4-methylquinoline salt and a 2-methylthio-3-methylbenzothiazolium salt or a 2-methylthio-3-methylbenzoxazolium salt [5], respectively, are used for the synthesis of the monomethicyanine dyes TO and YO, in the presence of a methylating agent iodo. This reaction produces CH3SH as a by-product, which is highly toxic. Other monocyanine dyes PO and BO have also been synthesized using benzoxazole and benzothiazole salts with pyridine derivatives, respectively, in the presence of a basic agent [5], but they are less used. These four dyes are single-charged, intercalate into the DNA molecule, have a lower affinity for DNA and are not permeable to living cells.
[0006] Известни са още методи за получаване на монометинцианинови багрила, при които е минимализирано използването на силно токсични продукти като метилмеркаптан [6-13] включващи кондензация на еквимоларни количества от кватернерни 2метилбензазоли, 2-сулфобензазоли, или 2-иминобензазоли и производни на хинолина и пиридина.Also known are methods for producing monomethincyanine dyes which minimize the use of highly toxic products such as methyl mercaptan [6-13] involving the condensation of equimolar amounts of quaternary 2-methylbenzazoles, 2-sulfobenzazoles, or 2-iminobenzazoles and hyaline derivatives. and pyridine.
[0007] Синтезирани са дериватите TO-PRO, YO-PRO, PO-PRO и BO-PRO, които съдържат съответното цианиново съединение и катионна странична верига, която осигурява получаването на съединение с два положителни заряда и с една интеркалираща единица [14]. Благодарение на по-големия заряд тези деривати имат по-голям афинитета към ДНК в сравнение с изходните багрила. Тези мономерни цианинови багрила също са непроницаеми за клетките.The derivatives TO-PRO, YO-PRO, PO-PRO and BO-PRO were synthesized, which contain the corresponding cyanine compound and a cationic side chain, which provides the preparation of a compound with two positive charges and one intercalating unit [14]. Due to the higher charge, these derivatives have a higher affinity for DNA compared to the original dyes. These monomeric cyanine dyes are also impermeable to cells.
[0008] Известни са патентни публикации US3&5321130A [15 ], US5410030A [16], в които са описани цианинови багрила-димери съдържащи хинолин, например ТОТО (тиазол оранж димер) и YOYO (оксазол оранж димер), които по същество представляват симетрични цианинови флуоресцентни багрила е по-голям брой въглеродни атоми, с четири положителни заряда, притежаващи висок афинитет към нуклеиновите киселини. Известно е, че по-големият заряд на багрилата осигурява по-висок афинитет към нуклеиновите киселини. Този тип багрила не показват флуоресценция в разтвор, а само след свързване е нуклеиновите киселини и по-този начин се редуцира пречещото влияние на фона. Спектърите на ТОТО, YOYO и техните деривати лежат във видимата светлинна област (490-530 nm), където биологичните проби имат силна абсорбция и флуоресцентна емисия, с което значително се намалява ефективността на флуоресцентната проба.Patent publications US3 & 5321130A [15], US5410030A [16] are known, which describe cyanine dyes-dimers containing quinoline, for example TOTO (thiazole orange dimer) and YOYO (oxazole orange dimer), which are essentially symmetric symmetric cyresines. dye is a larger number of carbon atoms, with four positive charges, having a high affinity for nucleic acids. It is known that the higher charge of the dyes provides a higher affinity for nucleic acids. This type of dye does not show fluorescence in solution, but only after binding is the nucleic acids and thus reduces the interfering influence of the background. The spectra of TOTO, YOYO and their derivatives lie in the visible light range (490-530 nm), where the biological samples have strong absorption and fluorescent emission, which significantly reduces the efficiency of the fluorescent sample.
[0009] В патент US5410030A [16] са описани цианинови багрила димери съдържащи пиридин - РОРО и ВОВО. Установено е, че те имат по-слаб афинитет от димерите съдържащи хинолин, но скоростта им на свързване е ДНК е много по-голяма от първите.U.S. Pat. No. 5,441,030A [16] describes cyanine dyes containing pyridine-POPO and BOBO dimers. They have been found to have lower affinity than quinoline-containing dimers, but their DNA binding rate is much higher than the former.
[0010] Разработени са цианинови багрила с по-голям брой въглеродни атоми в конюгатната верига, чийто спектри на абсорбция и емисия са изместени в близката инфрачервена област (670-1000 nm). Такива багрила като ТОТАВ, TOTIN, TO-PRO-3, PO-PRO-2 и B0-PRO-2 са известни от К. М. SovenyhaZy, J.A. Bordelon, J. Т. Petty. Nucleic Acids Res, 2003, 31, 2561 [17]. Обикновенно подобни структури показват силно изразена тенденция за образуване на агрегати в рамките на свързване с полинуклеотиди. Техните благоприятни спектрални свойства, като например дълговълнова абсорбция, позиция на съответните им флуоресцентни максимуми, висока моларна абсорбируемост, и флуоресцентен квантов добив ги правят идеални маркери за различни видове биомолекули [18-20]. Недостатъците на тези багрила е по-бавното достигане на равновесие и склонността към агрегация на багрилата.Cyanine dyes with a larger number of carbon atoms in the conjugate chain have been developed, whose absorption and emission spectra have been shifted to the near infrared region (670-1000 nm). Such dyes as TOTAV, TOTIN, TO-PRO-3, PO-PRO-2 and B0-PRO-2 are known from K. M. SovenyhaZy, J.A. Bordelon, J. T. Petty. Nucleic Acids Res, 2003, 31, 2561 [17]. Typically, such structures show a strong tendency to form aggregates within polynucleotide binding. Their favorable spectral properties, such as long-wavelength absorption, position of their respective fluorescent maxima, high molar absorbency, and fluorescent quantum yield, make them ideal markers for different types of biomolecules [18-20]. The disadvantages of these dyes are the slower balance and the tendency to aggregate the dyes.
[0011] Описаните багрила с по-голям брой въглеродни атоми имат по-голяма молекулна маса, лесно агрегират, комплексна структура и много етапи за синтез, което предварително ограничава възможностите за тяхната комерсиализация и по-широко приложение.The described dyes with a larger number of carbon atoms have a higher molecular weight, easily aggregate, complex structure and many stages of synthesis, which previously limits the possibilities for their commercialization and wider application.
[0012] През последните години се наблюдава нарастващ интерес към синтеза и приложението на несиметричните моно- и триметинцианинови багрила с по-голям брой положителни заряди. Причината за това е, че те се отличават с висока чувствителност, голяма скорост на свързване с ДНК, както и интензивна флуоресценция, регистрирана при наличието на различни биомолекули. Разработените нови несиметрични моно- и триметинцианинови багрила имат различна структура, по-голям заряд, висока чувствителност към нуклеинови киселини и бърза кинетика на взаимодействие.In recent years, there has been a growing interest in the synthesis and application of asymmetric mono- and trimethycin cyanide dyes with a larger number of positive charges. The reason for this is that they are characterized by high sensitivity, high rate of DNA binding, as well as intense fluorescence, registered in the presence of various biomolecules. The developed new asymmetric mono- and trimethycin cyan dyes have a different structure, higher charge, high sensitivity to nucleic acids and fast interaction kinetics.
ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION
[0013] Като се вземат в предвид известните към момента моно- и три-метинцианинови багрила, възниква необходимост да бъдат предложени флуорогенни цианинови багрила три-катийонни, несиметрични моно- и три-метинцианинови багрила, с три положителни товара /заряда/ в молекулата си, които да се отличават с висок афинитет към нуклеиновите киселини и бърза кинетика на взаимодействие.Taking into account the currently known mono- and tri-methiancin dyes, it is necessary to propose fluorogenic cyanine dyes tri-cationic, asymmetric mono- and tri-methionine dyes, with three positive charges in their molecule. , which are characterized by high affinity for nucleic acids and fast kinetics of interaction.
[0014] Задачата се решава с ново цианиново багрило, характеризиращо се чрез следната формула, където X е О или S, η = 0 или 1, R] е С1-С4 алкил, R2 и R3 заедно с въглеродните атоми, към които са прикрепени, образуват кондензирано бензолно ядро или поотделно означават водород, a Y е биосъвместим анион като, халоген, тозилат, хексафлуорфосфат, метосулфат, ацетат, перхлорат, нитрат, тетрафлуорборат, трифлуорацетат и т.н.The problem is solved with a novel cyanine dye characterized by the following formula, wherein X is O or S, η = 0 or 1, R 1 is C 1 -C 4 alkyl, R 2 and R 3 together with the carbon atoms to which they are attached , form a fused benzene nucleus or individually represent hydrogen, and Y is a biocompatible anion such as, halogen, tosylate, hexafluorophosphate, methosulfate, acetate, perchlorate, nitrate, tetrafluoroborate, trifluoroacetate, etc.
зwith
Съгласно изобретението цианиновото багрило е съединение, където X е S, R2 и R3 поотделно означават водород.According to the invention, the cyanine dye is a compound wherein X is S, R 2 and R 3 each represent hydrogen.
[0015] Подходящо е да се използва съединение, където X е О. R2 и R3 поотделно означават водород.It is suitable to use a compound wherein X is O. R 2 and R 3 each represent hydrogen.
Съгласно едно предпочитано изпълнение, съединението е както е описано по-горе, където п=0.According to a preferred embodiment, the compound is as described above, wherein n = 0.
Съединение съгласно претенция 1, където п=1.A compound according to claim 1, wherein n = 1.
Съединение съгласно претенция 1, където Ri е С1-С4 алкил.A compound according to claim 1, wherein R 1 is C 1 -C 4 alkyl.
Цианиновото багрило характеризиращо се с това, че производни на бензтиазола или бензоксазола с обща формулаCyanine dye characterized in that benzothiazole or benzoxazole derivatives of general formula
където R е SCH3 или СН=СН-Х(СОСН3)СбН5 a X и Y имат посочените по-горе значения, взаимодействат в присъствие на базичен агент с пиридинови или хинолинови производни с обща формулаwherein R is SCH 3 or CH = CH-X (COCH 3 ) C 6 H 5 and X and Y have the meanings given above, reacting in the presence of a basic agent with pyridine or quinoline derivatives of general formula
където R2 R3 и Y имат посочените по-горе значения, при което се получава багрило с обща формулаwherein R 2, R 3 and Y have the meanings given above to give a dye of general formula
където X, Y и R2 и R3 и η имат посочените по-горе значения, след което полученото багрило е кватернизирано от едната страна чрез триетилендиамин (TED) с С1-С4 алкил с обща формулаwherein X, Y and R 2 and R 3 and η have the meanings given above, after which the resulting dye is quaternized on one side by triethylenediamine (TED) with C 1 -C 4 alkyl of general formula
където Ri и Y имат посочените по-горе значения, при което се получава цианиново багрило с обща формулаwherein R 1 and Y are as defined above to give a cyanine dye of general formula
където X е О или S, η = 0 или 1, Ri е С1-С4 алкил, R2 и R3 заедно е въглеродните атоми, към които са прикрепени, образуват кондензирано бензолно ядро или поотделно означават водород, a Y е биосъвместим анион като, халоген, тозилат, хексафлуорфосфат, метосулфат, ацетат, перхлорат, нитрат, тетрафлуорборат, трифлуорацетат и т.н.where X is O or S, η = 0 or 1, R 1 is C 1 -C 4 alkyl, R 2 and R 3 together are the carbon atoms to which they are attached, form a fused benzene nucleus or individually represent hydrogen, and Y is a biocompatible anion such as halogen , tosylate, hexafluorophosphate, methosulfate, acetate, perchlorate, nitrate, tetrafluoroborate, trifluoroacetate, etc.
[0016] Предложените нови флуорогенни цианинови производни позволяват получаване на трикатионни несиметрични моно- и три-метинцианинови багрила, отличаващи се с три положителни заряда в молекулата си, което позволява тези багрила да се прилагат за анализ на ДНК (откриване на ДНК в разтвор, при гел електрофореза и т.н.). Друго важно приложение на монометиновите и триметиновите флуорецентни багрила е за оцветяване на мъртви клетки.The proposed new fluorogenic cyanine derivatives allow the production of trication asymmetric mono- and tri-methicyanine dyes, characterized by three positive charges in their molecule, which allows these dyes to be used for DNA analysis (detection of DNA in solution, in gel electrophoresis, etc.). Another important application of monomethine and trimethine fluorescent dyes is for staining dead cells.
ОПИСАНИЕ НА ЧЕРТЕЖИТЕDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0017] С оглед на по-детайлно поясняване на признаците на изобретението описанието се придружава от чертежи, където:In order to explain the features of the invention in more detail, the description is accompanied by drawings, in which:
Фиг.1. - представя ДНК титруване на PO-TEDM 1 (А) и Пропидиум йодид (♦).Figure 1. - presents DNA titration of PO-TEDM 1 (A) and Propidium iodide (♦).
Фиг.2. - представя кинетика на взаимодействие на флуоресцентните багрила PO-TEDM-1 (А) и Пропидиум йодид (♦) с ДНК, проведено при оптимална концентрация на компонентите.Figure 2. - presents the kinetics of interaction of the fluorescent dyes PO-TEDM-1 (A) and Propidium iodide (♦) with DNA, carried out at the optimal concentration of the components.
Фиг.З. - представя Микроскопски снимки на дрождеви клетки в проба взета от ферментор на локална пивоварна оцветени с РО-ТЕДМ 1: А) общ брой клетки в пробата, Б) мъртви клетки в изходната проба.Fig.Z. - presents Microscopic images of yeast cells in a sample taken by a local brewer's fermenter stained with RO-TEDM 1: A) total number of cells in the sample, B) dead cells in the original sample.
ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLE EMBODIMENT OF THE INVENTION
[0018] Описаните до тук флуорогенни цианинови производни позволяват получаване на флуоресцентни несиметрични багрила, като се използват стандартни методи, т.е. багрилата могат да се получат в един реакционен съд, без изолиране на междинното багрило. Производните съгласно изобретението се получават чрез взаимодействие на производни на бензотиазол или бензоксазол е пиридинови или хинолинови производни, в присъствие на базичен агент и след това полученото съединение е кватернизирано от едната страна чрез метил триетилендиамин йодид, осигурящ по-голям брой положителни заряди на крайното багрило (три заряда).The fluorogenic cyanine derivatives described herein allow the preparation of fluorescent asymmetric dyes using standard methods, i. the dyes can be prepared in a reaction vessel without isolating the intermediate dye. The derivatives according to the invention are prepared by reacting benzothiazole or benzoxazole derivatives with pyridine or quinoline derivatives in the presence of a basic agent and then the resulting compound is quaternized on one side with methyl triethylenediamine iodide providing a larger number of positive charges of the final dye. three charges).
Изобретението се пояснява от следните примери.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Получаване на багрило РО-ТЕДМ 1Example 1. Preparation of dye RO-TEDM 1
[0019] В 250ml плоскодънна, дву(З) гърлена колба се поставят 2-метилмеркапто-Зметилбензоксазолиев метосулфат - 7,7 g; 1-(3-йодопропил)-4-метилпиридиниум йодид 5In a 250 ml flat-bottomed, two (3) neck flask was placed 2-methylmercapto-Zmethylbenzoxazolium methosulfate - 7.7 g; 1- (3-iodopropyl) -4-methylpyridinium iodide 5
10,2 g, и 57 ml оцетен анхидрид при бъркане с магнитна бъркалка на стайна температура. Към реакционната смес се накапват 4,6 ml N-етилдиизопропиламин при непрекъснато разбъркване. След 30 min се повтаря накапването. Получава се светло-зелено багрило. Реакционната смес се бърка още 2 часа при стайна температура и се разрежда с 50 ml диетилов етер. Утайката се филтрува през бюхнер. Утайката се промива с 3x20 ml диетилов етер и се суши до постоянно тегло под вакуум. Т.т. на суровият продукт е 186188°С. Прекристализира се в СНзОН.10.2 g, and 57 ml of acetic anhydride with stirring with a magnetic stirrer at room temperature. 4.6 ml of N-ethyldiisopropylamine are added dropwise to the reaction mixture with constant stirring. After 30 minutes, the drip is repeated. A light green dye is obtained. The reaction mixture was stirred for a further 2 hours at room temperature and diluted with 50 ml of diethyl ether. The precipitate is filtered through a beaker. The precipitate is washed with 3x20 ml of diethyl ether and dried to constant weight under vacuum. T.t. of the crude product is 186188 ° C. Recrystallizes to CH3OH.
291.34291.34
389.04389.04
520.18520.18
В тригърлена колба се поставят 2,6 g PO-PrI и 3,9 g метил ТЕД йодид и се добавят се 23 ml метоксиетанол. Сместа се нагрява на магнитната бъркалка с леко разбъркване при температура ~120°С до пълното им разтваряне. Подгряването и разбъркването продължават 4 часа. При нагряването внимателно се наблюдава дали ще падне утайка.Place 2.6 g of PO-PrI and 3.9 g of methyl TED iodide in a three-necked flask and add 23 ml of methoxyethanol. The mixture was heated on a magnetic stirrer with gentle stirring at a temperature of ~ 120 ° C until completely dissolved. Heating and stirring are continued for 4 hours. When heating, carefully monitor whether sediment will fall.
След като се охлади до 70-80°С колбата се оставя в камерата на хладилника за да изкристализира напълно утайката ~ 1 час. Следва филтруване през бюхнер под вакуум. В края на филтруването промиваме с 30 ml СН3ОН. Суши се при t= 60°С под вакуумAfter cooling to 70-80 ° C, the flask was left in the refrigerator compartment to completely crystallize the precipitate for ~ 1 hour. This is followed by filtration through a vacuum cleaner. At the end of the filtration, wash with 30 ml of CH3OH. Dry at t = 60 ° C under vacuum
Пример 2.Example 2.
[0020] Работи се аналогично на пример 1. Получава се багрило ВО-ТЕДМ 1 със следната формула:Proceed analogously to Example 1. A dye BO-TEDM 1 of the following formula is obtained:
Пример 3. Получаване на багрило ТО-ТЕДМ 1Example 3. Preparation of TO-TEDM dye 1
[0021] В 250 ml плоскодънна, дву(З) гърлена колба се поставят 2-метилмеркапто-Зметилбензотиазолиев метосулфат - 8,89 g; хинолин -13,27 g и 66 ml оцетен анхидрид при бъркане с магнитна бъркалка на стайна температура. Към реакционната смес се накапват 5,3 ml N-етилдиизопропиламин, като разбъркването продължава. След 30 мин се повтаря накапването. Веднага се получава жълто-оранжево багрило. Реакционната смес се бърка още 2 часа при стайна температура и се разрежда се с 50 ml диетилов етер. Утайката се 6 филтрува през бюхнер. Промива се е 3x20 ml диетилов етер върху бюхнера. Утайката отPlace 2-methylmercapto-Zmethylbenzothiazole methosulfate in 250 ml of a flat-bottomed, two (3) neck flask - 8.89 g; quinoline -13.27 g and 66 ml of acetic anhydride with stirring with a magnetic stirrer at room temperature. 5.3 ml of N-ethyldiisopropylamine are added dropwise to the reaction mixture, stirring is continued. After 30 minutes, the drip is repeated. A yellow-orange dye is obtained immediately. The reaction mixture was stirred for a further 2 hours at room temperature and diluted with 50 ml of diethyl ether. The precipitate is filtered through a purifier. Wash with 3x20 ml diethyl ether on the burner. The sludge from
ΊΌ-PrI се суши до постоянно тегло във вакуум сушилня.ΊΌ-PrI was dried to constant weight in a vacuum oven.
291.34 439.07 57021 291.34 439.07 57021
В 250 ml облодънна колба се разтварят 5g TO-PrI в 150 ml диетилов етер. Разбърква се на ръка до разтваряне. Поставя се в алуминиев съд с вода и лед и се охлажда до температура 10-15°С. Поставя се върху магнитна бъркалка. Чрез делителна фуния се накапват 50 ml диетилов етер и 4,22 ml метил ТЕД йодид. Веднага започва да пада бяла утайка. След добавяне съдържанието от делителната фуния, бъркането продължава 30 мин, при стайна температура. Следва филтруване на утайката под вакуум и веднага се суши в ексикатор понеже е хигроскопично.Dissolve 5 g of TO-PrI in 150 ml of diethyl ether in a 250 ml round-bottomed flask. Stir by hand until dissolved. Place in an aluminum container with water and ice and cool to a temperature of 10-15 ° C. It is placed on a magnetic stirrer. 50 ml of diethyl ether and 4.22 ml of methyl TED iodide are added dropwise via a separatory funnel. A white precipitate immediately begins to fall. After adding the contents of the separatory funnel, stirring was continued for 30 minutes at room temperature. The precipitate is then filtered off under vacuum and immediately dried in a desiccator because it is hygroscopic.
Пример 4. Получаване на багрило YO-ТЕДМ 1Example 4. Preparation of YO-TEDM dye 1
[0022] Работи се аналогично на пример 3. Получава се багрило YO-ТЕДМ 1 със следната формула:The procedure is analogous to Example 3. A YO-TEDM 1 dye is obtained with the following formula:
Пример 5. Получаване на багрило ТО-ТЕДМ 3Example 5. Preparation of TO-TEDM dye 3
[0023] Към 2-(2-анилидовинил)-3-метилбензотиазолиев йодид са добавят 4 mmol (1,75g) 1метил-4-хинолин кватернерна амониева сол (получен при доене на 1-метил хинолин) и 10мл пиридин и сместа се нагрява при разбъркване при 90 °C (l,5h) в маслена баня. Реакционата смес се излива в етилов етер за утаяване на малки, тъмно лилави частици багрило, след което то се филтрува и суши. Багрилото се пречиства, чрез силикагелова колона използвайки дихлорометан/метанол = 100:5 като елуент, синята фракция се събира за получаването на TO-Pri-З (цианин) с 70% добивTo 2- (2-anylidovinyl) -3-methylbenzothiazole iodide were added 4 mmol (1.75 g) of 1-methyl-4-quinoline quaternary ammonium salt (obtained by milking 1-methyl quinoline) and 10 ml of pyridine and the mixture was heated with stirring at 90 ° C (1.5h) in an oil bath. The reaction mixture was poured into ethyl ether to precipitate small, dark purple dye particles, then filtered and dried. The dye was purified by silica gel column using dichloromethane / methanol = 100: 5 as eluent, the blue fraction was collected to give TO-Pri-3 (cyanine) in 70% yield
В двугърлена колба от 50 ml (обема на колбата зависи от количеството вещество, което се обработва) поставяме 1g TO-Pri-З (цианин) и 1,35g метил ТЕД йодид, добавя се 8 ml метоксиетанол. Сместа се нагрява на магнитната бъркалка с разбъркване около 400 об/минута при температура ~85°С до пълното им разтваряне. Подгряването и разбъркването продължават 60 min. След това разтворът се охлажда и колбата се оставя в камерата на хладилника за 1 час за пълна кристализация на полученото съединение.In a 50 ml two-necked flask (the volume of the flask depends on the amount of substance to be treated) place 1 g of TO-Pri-3 (cyanine) and 1.35 g of methyl TED iodide, add 8 ml of methoxyethanol. The mixture is heated on a magnetic stirrer with stirring at about 400 rpm at a temperature of ~ 85 ° C until completely dissolved. Heating and stirring are continued for 60 minutes. The solution was then cooled and the flask was left in the refrigerator for 1 hour for complete crystallization of the resulting compound.
Следва филтруване под вакуум. В края на филтруването промиваме с СН3ОН - 30 ml. Багрилото се суши се при t= 60°С под вакуум.This is followed by filtration under vacuum. At the end of the filtration, wash with CH 3 OH - 30 ml. The dye was dried at t = 60 ° C under vacuum.
Пример 6. Получаване на багрило YO-ТЕДМ-ЗExample 6. Preparation of dye YO-TEDM-H
[0024] Работи се аналогично на пример 5. Получава се багрило YO-ТЕДМ 3 със следната формула:Proceed analogously to Example 5. A YO-TEDM 3 dye was prepared with the following formula:
Пример 7. Получаване на багрило ВО-ТЕДМ 3Example 7. Preparation of VO-TEDM dye 3
[0025] Към 0,65 g 2-(2-анилидовинил)-3-метилбензотиазолиев йодид са добавят 0,57 g 1(3-йодопропил)-4-метилпиридиниум йодид и 14 ml пиридин и сместа се нагрява при разбъркване при 90 °C (1,5h) в маслена баня. Реакционата смес се излива в етилов етер и се получава червена утайка на ВО-PrI, която се филтрува и се суши.To 0.65 g of 2- (2-anylidovinyl) -3-methylbenzothiazole iodide were added 0.57 g of 1 (3-iodopropyl) -4-methylpyridinium iodide and 14 ml of pyridine, and the mixture was heated with stirring at 90 °. C (1.5h) in an oil bath. The reaction mixture was poured into ethyl ether to give a red precipitate of BO-PrI, which was filtered off and dried.
В двугърлена колба от 50 ml поставяме 0,9 g BO-PrI и 1,2 g метил EDA, добавя се 8 ml метоксиетанол. Сместа се нагрява на магнитната бъркалка с разбъркване около 400 об/минута при температура ~85°С до пълното им разтваряне. Подгряването и разбъркването продължават 60 min. След това разтворът се охлажда и колбата се оставя в камерата на хладилника за 1 час за пълна кристализация на полученото съединение. Следва филтруване под вакуум. В края на филтруването промиваме с СН3ОН - 30 ml. Багрилото се суши се при t= 60°С под вакуум.Place 0.9 g of BO-PrI and 1.2 g of methyl EDA in a 50 ml two-necked flask, add 8 ml of methoxyethanol. The mixture is heated on a magnetic stirrer with stirring at about 400 rpm at a temperature of ~ 85 ° C until completely dissolved. Heating and stirring are continued for 60 minutes. The solution was then cooled and the flask was left in the refrigerator for 1 hour for complete crystallization of the resulting compound. This is followed by filtration under vacuum. At the end of the filtration, wash with CH3OH - 30 ml. The dye was dried at t = 60 ° C under vacuum.
Пример 8. Получаване на багрило РО-ТЕДМ 3Example 8. Preparation of dye RO-TEDM 3
[0026] Работи се аналогично на пример 7. Получава се багрило РО-ТЕДМ 3 със следната формула:The procedure is analogous to Example 7. A RO-TEDM 3 dye of the following formula is obtained:
Пример 9. Оптични свойства на получените несиметрични метинцианинови багрила [0027] По-нататък в описанието представяме в таблична форма оптичните свойства на описаните в примери 1-8 несиметрични метинцианинови багрила.Example 9. Optical properties of the obtained asymmetric methiancin dyes Further in the description we present in tabular form the optical properties of the asymmetric methiancin dyes described in examples 1-8.
Таблица 1. Оптични свойства на получените несиметрични метинцианинови багрилаTable 1. Optical properties of the obtained asymmetric methcyanine dyes
На таблица 1 са посочени абсорбционните и емисионните максимуми на получените багрила. При моно-метинцианиновите багрила емисионните максимуми лежат в интервала от 456 до 533 nm, а при три-метинциановите багрила - в интервал от 572 nm до 660 nm. При някои от багрилата е получено много голямо увеличение на флуоресценцията при свързване на багрилото с ДНК спрямо флуоресценцията без ДНК - 78 пъти при ТОТЕДМ 1, 80 пъти при YO-TEDM 1 и т.н.Table 1 shows the absorption and emission maxima of the dyes obtained. For mono-methizianin dyes the emission maxima lie in the range from 456 to 533 nm, and for three-methizian dyes - in the range from 572 nm to 660 nm. In some of the dyes a very large increase in the fluorescence was obtained when the dye bound to DNA compared to the fluorescence without DNA - 78 times in TOTEDM 1, 80 times in YO-TEDM 1, etc.
Пример 10. ДНК титруване на багрило PO-TEDM 1Example 10. DNA titration of PO-TEDM dye 1
[0028] Синтезираните флуоресцентни багрила, обект на изобретнието са подходящи и се използват за анализ на ДНК. Извършени са лабораторни анализи на ДНК, като е използвано флуоресцентно багрило PO-TEDM 1. Проведени са опити при различна концунтрация на ДНК: 0, 5, 10, 25, 40, 50 и 75 pg/ml. За сравнение са направени експерименти с известното и широко използвано в практиката флуоресцентно багрило за мъртви клетки Пропидиум йодид и същите концентрации ДНК. Концентрациите на двете багрила е 50 pg/ml и те се смесват с разтворите на ДНК в съотношение 1: 12,5.The synthesized fluorescent dyes of the invention are suitable and are used for DNA analysis. Laboratory DNA analyzes were performed using PO-TEDM 1 fluorescent dye. Experiments were performed at different DNA concentrations: 0, 5, 10, 25, 40, 50 and 75 pg / ml. For comparison, experiments were performed with the well-known and widely used in practice fluorescent dye for dead cells Propidium iodide and the same DNA concentrations. The concentrations of the two dyes were 50 pg / ml and they were mixed with the DNA solutions in a ratio of 1: 12.5.
[0029] На фиг.1 е представен сравнителен анализ на взаимодействието на флуоресцентно багрило PO-TEDM 1, обект на изобретението, с ДНК и на взаимодействието на известно флуоресцентно багрило Пропидиум йодид с ДНК. От графичното представяне на резултатите се вижда, че флуоресцентния интензитет на свързаното ново, три зарядно багрило с различни концентрации ДНК е значително по-силен (около 50 пъти) в сравнение с интензитета на известното багрило “Пропидиум йодид” със същите концентрации ДНК. Тези резултати са в сила и за останалите новосинтезирани тризарядни флуоресцентни багрила.Figure 1 shows a comparative analysis of the interaction of the fluorescent dye PO-TEDM 1, object of the invention, with DNA and of the interaction of a known fluorescent dye Propidium iodide with DNA. The graphical presentation of the results shows that the fluorescence intensity of the bound new, three-charge dye with different DNA concentrations is significantly stronger (about 50 times) compared to the intensity of the known dye "Propidium iodide" with the same DNA concentrations. These results are also valid for the other newly synthesized three-charge fluorescent dyes.
[0030] Допълнително е проследена и подложена на анализ кинетиката на взаимодействие на полученото флуоресцентно багрило PO-TEDM 1 с ДНК. Изследванията са проведени при оптимална концентрация на компонентите, а именно - концентрацията на PO-TEDM 1 е 50 pg/ml и на ДНК е 50 pg/ml, смесени в съотношение 1: 12,5. Същевременно изследванията с известното багрило са проведени при концентрация на PI 50pg/ml и ДНК 500pg/ml, смесени в съотношение 1:1. Сравнителният анализ на резултатите показва, че новосинтезираните флуоресцентни багрила притежават неочаквано много бърза кинетика на свързване на багрилото с ДНК, като само за един кратък период от 3 sec се постига равновесие. При известното флуоресцентно багрило Пропидиум йодид времето за свързването му с ДНК е 30 sec.The kinetics of the interaction of the resulting fluorescent dye PO-TEDM 1 with DNA was further monitored and analyzed. The studies were performed at the optimal concentration of the components, namely - the concentration of PO-TEDM 1 is 50 pg / ml and DNA is 50 pg / ml, mixed in a ratio of 1: 12.5. At the same time, studies with the known dye were performed at a concentration of PI 50pg / ml and DNA 500pg / ml mixed in a ratio of 1: 1. Comparative analysis of the results shows that the newly synthesized fluorescent dyes have an unexpectedly very fast kinetics of dye binding to DNA, with equilibrium being achieved in just a short period of 3 sec. In the known fluorescent dye Propidium iodide, the time to bind to DNA is 30 sec.
Пример 11. Количествено флуоресцентно определяне на мъртви клетки с помощта на РО-ТЕДМ 1Example 11. Quantitative fluorescence determination of dead cells using PO-TEDM 1
[0031] Друго важно приложение на монометиновите и триметиновите флуорецентни багрила е за оцветяване на мъртви клетки. На фиг 3 са представени две микроскопски снимки на дрождеви клетки в проба взета от ферментор на локална пивоварна, оцветени с РО-ТЕДМ 1. Концентрация на РО-ТЕДМ 1 е 5 pg/ml. На микроскопска снимка А е представен общ брой дрождеви клетки в проба взета от ферментор на локална пивоварна, а на микроскопска снимка Б са показани мъртвите клетки в същата проба. Пробата за определяне общия брой клетки е предварително третирана 15 минути на 80 °C с цел умъртвяване на всички клетки. Установено е, че общия брой дрождеви клетки в пробата взета от ферментор на локална пивоварна е (9x106), а броят на мъртвите клетки в изходната проба е (4х105).Another important application of monomethine and trimethine fluorescent dyes is for staining dead cells. Figure 3 shows two microscopic images of yeast cells in a sample taken from a local brewer's fermenter stained with PO-TEDM 1. The concentration of PO-TEDM 1 is 5 pg / ml. Microscopic image A shows the total number of yeast cells in a sample taken by a fermenter at a local brewery, and microscopic image B shows the dead cells in the same sample. The total cell count was pre-treated for 15 minutes at 80 ° C to kill all cells. It was found that the total number of yeast cells in the sample taken by a fermenter at a local brewery was (9x10 6 ) and the number of dead cells in the original sample was (4x10 5 ).
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG112900A BG67403B1 (en) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Preparation of three-cationic asymmetric mono- and- tri-methycine cyanide dyes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG112900A BG67403B1 (en) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Preparation of three-cationic asymmetric mono- and- tri-methycine cyanide dyes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG112900A true BG112900A (en) | 2020-10-15 |
BG67403B1 BG67403B1 (en) | 2021-12-15 |
Family
ID=75537218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG112900A BG67403B1 (en) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Preparation of three-cationic asymmetric mono- and- tri-methycine cyanide dyes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG67403B1 (en) |
-
2019
- 2019-03-25 BG BG112900A patent/BG67403B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BG67403B1 (en) | 2021-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4503047B2 (en) | Substituted asymmetric cyanine dyes with selected permeability | |
JP3247001B2 (en) | Method for detecting double-stranded nucleic acid using pyrylium compound, probe containing pyrylium compound and method for detecting target nucleic acid using the same, novel pyrylium compound | |
US7598385B2 (en) | Asymmetric cyanine fluorescent dyes | |
US8383830B2 (en) | Cyanine compounds and their use in staining biological samples | |
US7709653B2 (en) | Asymmetric cyanine compounds, their preparation methods and their uses | |
CN107098923A (en) | One class feux rouges targets fluorescent dye and preparation method thereof and purposes near infrared emission lysosome | |
CN106459001B (en) | Polymethine compound and its purposes as fluorescent marker | |
CN105440725A (en) | Asymmetric cyanine fluorescent dye, composition and application in biological sample dyeing | |
CN114014848B (en) | RNA fluorescent probe and preparation method and application thereof | |
CN107311977A (en) | A kind of indoles ethylene compounds and its preparation method and application | |
CN111116539A (en) | Fluorescent probe with dual response to viscosity and pH of lysosome in cancer cell, preparation method and application | |
CN111793371B (en) | 3, 5-asymmetrically modified BODIPY near-infrared fluorescent dye and preparation method thereof | |
BG112900A (en) | Preparation of three-cationic asymmetric mono- and trimethycine cyanide dyes | |
WO2019232895A1 (en) | Quinolinium type compound and use thereof | |
CN112047876B (en) | Red two-photon fluorescent AIE compound and synthesis and application thereof | |
CN109913206A (en) | A kind of RNA fluorescence probe and its preparation method and application | |
CN107586292A (en) | Compound, its preparation method, fluorescent dye and fluorescence probe | |
CN114685348A (en) | Near-infrared cyanine photosensitizer with AIE (aluminum-doped zinc oxide) property and preparation method and application thereof | |
CN103539792B (en) | An asymmetric cyanine compounds, its preparation method and application that cyano group replaces | |
CN110642848B (en) | Synthesis and application of visible light and near-infrared fluorescent dye | |
WO2013189043A1 (en) | Green fluorescent cyanine dyes, preparation method and uses thereof | |
CN117466834A (en) | Cyanine dye, its preparation method and use | |
WO2022099658A1 (en) | Cyanine compound, dye containing cyanine compound, and application of cyanine compound | |
CN115215849B (en) | Red two-photon fluorescent compound with large Stokes displacement and synthesis and application thereof | |
WO2024017247A1 (en) | Cyanine dye and preparation method therefor and use thereof, sample analysis method, and analyzer |