CN112079827A - 一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用 - Google Patents

一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112079827A
CN112079827A CN202010837103.9A CN202010837103A CN112079827A CN 112079827 A CN112079827 A CN 112079827A CN 202010837103 A CN202010837103 A CN 202010837103A CN 112079827 A CN112079827 A CN 112079827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
formula
compound
thiazole orange
structure shown
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010837103.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112079827B (zh
Inventor
龙威
卢宇靖
郑伯鑫
佘梦婷
黄玄贺
陈翠翠
张艺瀚
钟冬晓
张焜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN202010837103.9A priority Critical patent/CN112079827B/zh
Publication of CN112079827A publication Critical patent/CN112079827A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112079827B publication Critical patent/CN112079827B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D417/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00
    • C07D417/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing two hetero rings
    • C07D417/06—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing only aliphatic carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C09K2211/1037—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom with sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本申请属于荧光探针的技术领域，尤其涉及一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用。本申请第一方面提供了一种噻唑橙衍生物，具有如式Ⅰ所述结构；其中，R1为C1‑6的脂肪酰胺基，C1‑6的脂肪羧基；R2为C1‑6的脂肪烷基；本申请第二方面提供了所述的噻唑橙衍生物的制备方法，包括以下步骤：将式VIII结构的化合物与式V结构的化合物反应得到所述噻唑橙衍生物；其中，n＝0～6的整数；X为甲基、I、Br或Cl；R5为酰胺基或羧基；R4为甲硫基。本申请提供了一种具有靶向检测线粒体和线粒体G‑四链体DNA的噻唑橙衍生物，能特异性检测线粒体和线粒体G‑四链体DNA。

Description

一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用
技术领域
本申请属于荧光探针的技术领域，尤其涉及一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用。
背景技术
荧光造影成像技术由于具有灵敏度高、成本较低廉、操作简便和对机体组织无损害，而且能够实现实时的示踪成像，近年来在早期癌症的检查与诊断方面取得了许多进展。
线粒体是细胞存活的重要细胞器，是细胞的能量工厂，在细胞凋亡过程中扮演关键作用。肿瘤细胞中线粒体异常活跃，和肿瘤的无限增殖能力密切相关。因而，线粒体一直被认为是抗肿瘤治疗的理想靶点，包括物质运输，遗传信息的解释，基因表达调控，以及一些重要的生物催化作用。癌细胞的代谢要比正常细胞的代谢快9倍，线粒体含量也比正常细胞大很多。
G-四链体(G-quadruplex)是一种特殊的核酸二级结构，在人类基因组中广泛存在于富含鸟嘌呤区域，包括染色体端粒末端、启动子区域以及线粒体DNA。研究表明，G-四链体的形成对于体内的一系列生理过程都存在调控作用，比如信号传导，细胞凋亡和细胞增殖等一系列体内重要的生理过程。
研究表明，线粒体中钾离子浓度达到150mM，同时通过G4-hunter，线粒体DNA序列中可形成G-四链体的片段有很多，这都有利于线粒体DNA形成G-四链体的结构。由于缺乏可靠的检测手段，线粒体G-四链体与生命活动的关系尚未被探索清楚，线粒体G-四链体在体内的动态折叠过程也尚未明确。鉴于线粒体及线粒体G-四链体DNA具有以上的重要性，探索新型的方法来检测线粒体和线粒体G-四链体DNA显得尤为重要，而荧光探针作为一种可靠的检测手段，近年来越来越受到关注。因此设计和开发靶向线粒体和线粒体G-四链体DNA的荧光探针是一种检测线粒体和线粒体G-四链体DNA的可靠手段。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种具有靶向检测线粒体和线粒体G-四链体DNA的噻唑橙衍生物，能特异性检测线粒体和线粒体G-四链体DNA。
本申请第一方面提供了一种噻唑橙衍生物，具有如式Ⅰ所述结构；
Figure BDA0002640101540000021
其中，R1为C1-6的脂肪酰胺基，C1-6的脂肪羧基；R2为C1-6的脂肪烷基。
作为优选，
所述C1-6的脂肪羧基具有如式II所述结构；
Figure BDA0002640101540000022
所述C1-6的脂肪酰胺基具有如式III所述结构；
Figure BDA0002640101540000023
其中，n＝0～5的整数；Z为I、Br或Cl；M为I、Br或Cl。
作为优选，
所述C1-6的脂肪烷基具有如式IV所述结构
Figure BDA0002640101540000024
其中，n＝0～5的整数；X为甲基、I、Br或Cl；Y为I、Br或Cl。
本申请第二方面提供了所述的噻唑橙衍生物的制备方法，包括以下步骤：
将式VIII结构的化合物与式V结构的化合物反应得到所述噻唑橙衍生物；
Figure BDA0002640101540000031
其中，n＝0～6的整数；X为甲基、I、Br或Cl；R5为酰胺基或羧基；R4为甲硫基。
其中，式V结构的化合物为对甲硫基苯甲醛。
将式VIII结构的化合物(1倍摩尔当量)和对甲硫基苯甲醛(2倍摩尔当量)在无水N,N-二甲基甲酰胺溶液中混合，加入三乙胺(0.2倍摩尔当量)后，在120℃下冷凝回流，然后加入(5倍摩尔当量)的硅胶(100～200目)，将溶液旋蒸干燥，用甲醇：二氯甲烷(v/v＝5:100)的溶液过薄层色谱柱，将所得溶液浓缩干燥，得到棕黑色固体产物式Ⅰ的噻唑橙衍生物。
作为优选，
所述式VIII结构的化合物的制备方法包括：
将式VII结构的化合物与式VI结构的化合物反应得到所述式VIII结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000032
n＝0～5的整数；X为甲基、I、Br或Cl；R5为酰胺基或羧基。
具体的，将式VII结构的化合物和式VI结构的化合物以摩尔比1:1加入到无水乙醇溶液中，加入0.2摩尔当量的三乙胺，35℃反应，冷却至室温后，滴加适量的乙醚重结晶，过滤收集沉淀，然后在真空中干燥，得到红色固体产物VIII结构的化合物。
作为优选，
所述式VII结构的化合物的制备方法包括：
将式IV结构的化合物与2-甲基苯并噻唑反应得到所述式VII结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000041
其中，n＝0～5的整数；X为甲基、I、Br或Cl；Y为I、Br或Cl。
具体的，将式IV结构的化合物与2-甲基苯并噻唑(3～5倍摩尔当量)混合，85℃冷凝回流，反应，冷却至室温后，滴加适量的乙醚重结晶，过滤收集沉淀，然后在真空中干燥，得到白色固体产物VII结构的化合物。
作为优选，
所述式VI结构的化合物的制备方法包括：
将式II与4-氯-2-甲基喹啉反应，或式III与4-氯-2-甲基喹啉反应，得到所述式VI结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000042
其中，n＝0～5的整数；Z为I、Br或Cl；M为I、Br或Cl。
具体的，将式II结构的化合物或III结构的化合物与4-氯-2-甲基喹啉以摩尔比1:1加入到无水乙腈溶液中，100℃冷凝回流，反应，冷却至室温，滴加适量的乙醚重结晶，有紫黑色固体析出，收集固体，提纯，得到产物式VI结构的化合物。
本申请第三方面公开了所述的噻唑橙衍生物或所述制备方法制得的噻唑橙衍生物在制备细胞中靶向光声成像信号产品中的应用。
具体的，所述噻唑橙衍生物可在体外检测线粒体；所述噻唑橙衍生物可在细胞中检测线粒体。
作为优选，所述细胞的靶向细胞器为线粒体。
作为优选，所述线粒体的靶向序列为G-四连体DNA。
具体的，所述噻唑橙衍生物可在细胞中荧光成像线粒体G-四链体DNA；所述噻唑橙衍生物可在体外荧光成像线粒体G-四链体DNA。
更优选的，所述线粒体G-四链体DNA包括mt9438、mt714、mt377、mt10252、mt8095、mt12086、mt6363、mt1015和mt16250中的一种或多种。
本申请提供了一种具有靶向检测线粒体和线粒体G-四链体DNA的噻唑橙衍生物，具有如式Ⅰ所述结构，其中，R1为C1-6的脂肪酰胺基，C1-6的脂肪羧基；R2为C1-6的脂肪烷基；本申请的噻唑橙衍生物具备大共轭平面和柔性链，探针分子内的电荷转移效应可以影响分子的荧光发射强度，特有的侧链基团能够在体外实验中特异性识别线粒体G-四链体DNA，具有很好的核酸区分性；细胞实验中则能够对细胞中线粒体G-四链体DNA进行染色，进而达到检测线粒体和线粒体G-四链体DNA的目的。在体外实验中可特异性选择识别线粒体G-四链体DNA，对线粒体G-四链体DNA的荧光强度是其他双链DNA，单链DNA的20～35倍，在体内实验中能够特异性荧光成像细胞质中的线粒体G四链体DNA，具备检测线粒体和线粒体G-四链体DNA的能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例提供的噻唑橙衍生物的结构式；
图2为本申请实施例提供的噻唑橙衍生物的制备方法的合成图；
图3为本申请实施例提供的式(TO-st-A1)结构的化合物的1H NMR图谱；
图4为本申请实施例提供的式(TO-st-A1)结构的化合物滴定不同类型核酸的荧光柱状图；
图5为本申请实施例提供的式(TO-st-A2)结构的化合物滴定不同类型核酸的荧光柱状图；
图6为本申请实施例提供的式(TO-st-A1)结构的化合物与DAPI进行复染脑胶质瘤细胞(U87)的荧光成像图；
图7为本申请实施例提供的式(TO-st-A1)结构的化合物在脑胶质瘤细胞(U87)中DNase酶解成像；
图8为本申请实施例提供的式(TO-st-A1)结构的化合物在脑胶质瘤细胞(U87)和线粒体特异性染料Mito-blue共定位成像；
图9为本申请实施例提供的式(TO-st-A2)结构的化合物的1H NMR图谱。
具体实施方式
本申请提供了一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用，用于特异性检测线粒体和线粒体G-四链体DNA。
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
其中，以下实施例所用原料或试剂均为市售或自制；
请参阅图1，本申请实施例提供的噻唑橙衍生物的结构式。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的噻唑橙衍生物的制备方法的合成图，本发明的一种噻唑橙衍生物的具体反应步骤为：
(1)将式II结构的化合物(2mmol)或式III结构的化合物(2mmol)与4-氯-2-甲基喹啉(2mmol)加入到10ml无水乙腈溶液中，100℃冷凝回流，反应24小时，冷却至室温，滴加20ml的乙醚重结晶，有紫黑色固体析出，收集固体，提纯，得到产物式VI结构的化合物；
(2)将式IV结构的化合物(0.5mmol)与2-甲基苯并噻唑(1.5mmol)混合，85℃冷凝回流，反应6小时，冷却至室温后，滴加10ml的乙醚重结晶，过滤收集沉淀，然后在真空中干燥，得到白色固体产物VII结构的化合物；
(3)将式VII结构的化合物(0.5mmol)和式VI结构的化合物(0.5mmol)加入到10ml无水乙醇溶液中，加入0.1mmol的三乙胺，35℃反应3小时。冷却至室温后，滴加10ml的乙醚重结晶，过滤收集沉淀，然后在真空中干燥，得到红色固体产物VIII结构的化合物；
(4)将式VIII结构的化合物(0.5mmol)和式V结构的化合物(对甲硫基苯甲醛)(1mmol)在无水N,N-二甲基甲酰胺溶液(10ml)中混合，加入三乙胺(0.2mmol)后，在120℃下冷凝回流2.5小时。然后加入(5mmol)的硅胶(100～200目)，将溶液旋蒸干燥，用甲醇：二氯甲烷(v/v＝5:100)的溶液过薄层色谱柱，将所得溶液浓缩干燥，得到棕黑色固体产物式Ⅰ的噻唑橙衍生物。
实施例1
本申请提供了噻唑橙衍生物(I-a)，其合成方法包括：
(1)将式II结构的化合物(2mmol)与4-氯-2-甲基喹啉(2mmol)加入到10ml无水乙腈溶液中，100℃冷凝回流，反应24小时，冷却至室温，滴加20ml的乙醚重结晶，有紫黑色固体析出，收集固体，提纯，得到产物式VI-a结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000071
式VI-a结构的化合物的1H NMR结果为：1H NMR(DMSO,400Hz)：δ12.76(s,1H),8.23(m,3H),8.16(d,J＝8.4Hz,1H),8.05–8.01(d,J＝8.4Hz,1H),7.76–7.73(m,1H),5.07(m,2H),2.89(s,4H),2.80(s,3H)；ESI-MS m/z 264.08[M-Br]+；
(2)将式IV结构的化合物(0.5mmol)与2-甲基苯并噻唑(1.5mmol)混合，85℃冷凝回流，反应6小时，冷却至室温后，滴加10ml的乙醚重结晶，过滤收集沉淀，然后在真空中干燥，得到白色固体产物式VII-a结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000072
式VII-a结构的化合物的1H NMR结果为：1H NMR(DMSO,400Hz)：δ8.63(d,J＝8.4Hz,1H),8.20(m,1H),8.01(m,1H),7.33(d,J＝8.4Hz,1H),4.42(s,3H),2.29(s,3H)；ESI-MS m/z 164.05[M-Br]+；
(3)将VII-a结构的化合物(0.5mmol)和式VI-a结构的化合物(0.5mmol)加入到10ml无水乙醇溶液中，加入0.1mmol的三乙胺，35℃反应3小时。冷却至室温后，滴加10ml的乙醚重结晶，过滤收集沉淀，然后在真空中干燥，得到红色固体产物式VIII-a结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000081
式VIII-a结构的化合物的1H NMR结果为：1H NMR(DMSO,400Hz)：δ12.56(s,1H),8.67(d,J＝8.2Hz,1H),8.56(d,J＝8.2Hz,1H),8.25–8.01(m,3H),7.89(d,J＝8.4Hz,1H),7.76–7.58(m,2H),7.31(d,J＝8.2Hz,1H),6.17(s,1H),5.03(d,J＝6.8Hz,2H),3.75(s,3H),2.95(s,3H),2.28(m,4H)；ESI-MS m/z 391.15[M-Br]+；
(4)将式VIII-a结构的化合物(0.5mmol)和对甲硫基苯甲醛(1mmol)在无水N,N-二甲基甲酰胺溶液(10ml)中混合，加入三乙胺(0.2mmol)后，在120℃下冷凝回流2.5小时。然后加入(5mmol)的硅胶(100～200目)，将溶液旋蒸干燥，用甲醇：二氯甲烷(v/v＝5:100)的溶液过薄层色谱柱，将所得溶液浓缩干燥，得到棕黑色固体产物噻唑橙衍生物式(TO-st-A1)；
Figure BDA0002640101540000082
式(TO-st-A1)结构的化合物的1H NMR结果为：1H NMR(DMSO,400Hz)：δ11.69(s,1H),8.05(d,J＝7.7Hz,1H),7.74(m,3H),7.62(m,2H),7.52(m,3H),7.32(m,4H),6.71(d,J＝7.7Hz,1H),5.96(s,1H),4.04(m,2H),3.91(s,3H),2.37(m,5H),2.00(s,2H)；ESI-MS m/z525.17[M-Br]+。
本申请实施例的式(TO-st-A1)结构的化合物的1H NMR图谱如图3所示。
实施例2
本申请提供了噻唑橙衍生物(I-b)，其合成方法包括：
(1)将式III结构的化合物(2mmol)与4-氯-2-甲基喹啉(2mmol)加入到10ml无水乙腈溶液中，100℃冷凝回流，反应24小时，冷却至室温，滴加20ml的乙醚重结晶，有紫黑色固体析出，收集固体，提纯，得到产物式VI-b结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000091
式VI-b结构的化合物的1H NMR结果为：1H NMR(DMSO,400Hz)：δ8.59(d,J＝7.9Hz,1H),8.42(d,J＝7.9Hz,1H),8.25–8.04(m,3H),7.84(s,2H),5.57(s,2H),2.99(s,3H)；ESI-MS m/z 235.06[M-Br]+；
(2)将式IV-a结构的化合物(0.5mmol)与2-甲基苯并噻唑(1.5mmol)混合，85℃冷凝回流，反应6小时，冷却至室温后，滴加10ml的乙醚重结晶，过滤收集沉淀，然后在真空中干燥，得到白色固体产物式VII-a结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000092
式VI-a结构的化合物的1H NMR结果为：1H NMR(DMSO,400Hz)：δ8.63(d,J＝8.4Hz,1H),8.20(m,1H),8.01(m,1H),7.33(d,J＝8.4Hz,1H),4.42(s,3H),2.29(s,3H)；ESI-MS m/z 164.05[M-Br]+；
(3)将式VII-a结构的化合物(0.5mmol)和式VI-b结构的化合物(0.5mmol)加入到10ml无水乙醇溶液中，加入0.1mmol的三乙胺，35℃反应3小时。冷却至室温后，滴加10ml的乙醚重结晶，过滤收集沉淀，然后在真空中干燥，得到红色固体产物VIII-b结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000101
式VIII-b结构的化合物的1H NMR结果为：1H NMR(DMSO,400Hz)：δ8.65(d,J＝8.4Hz,1H),8.45(d,J＝8.4Hz,1H),8.32(m,2H),8.14(d,J＝7.9Hz,1H),7.94(m,3H),7.54(m,2H),7.21(d,J＝7.9Hz,1H),6.32(s,1H),5.68(s,2H),3.85(s,3H),3.05(s,3H)；ESI-MSm/z 362.63[M-Br]+；
(4)将式VIII-b结构的化合物(0.5mmol)和对甲硫基苯甲醛(1mmol)在无水N,N-二甲基甲酰胺溶液(10ml)中混合，加入三乙胺(0.2mmol)后，在120℃下冷凝回流2.5小时。然后加入(5mmol)的硅胶(100～200目)，将溶液旋蒸干燥，用甲醇：二氯甲烷(v/v＝5:100)的溶液过薄层色谱柱，将所得溶液浓缩干燥，得到棕黑色固体产物式(TO-st-A2)结构的化合物；
Figure BDA0002640101540000102
式(TO-st-A2)结构的化合物的1H NMR结果为：1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.87(d,J＝8.4Hz,1H),8.45(d,J＝8.9Hz,2H),8.11(m,2H),7.99(d,J＝8.4Hz,1H),7.70(d,J＝8.3Hz,3H),7.65(s,2H),7.54(m,5H),7.46–7.35(m,2H),6.54–6.42(m,1H),5.98(m,2H),4.30(s,3H),3.02(s,3H)；ESI-MS m/z 496.15[M-Br]+；本申请实施例的式(TO-st-A2)结构的化合物的1H NMR图谱如图9所示。
实施例3
本申请实施例提供了实施例1和实施例2制备式(TO-st-A1)结构的化合物与式(TO-st-A2)结构的化合物的荧光性能测试，方法包括：
将式(TO-st-A1)结构的化合物与式(TO-st-A2)结构的化合物分别稀释成0.4μM的浓度，再加入不同种类的核酸(核酸序列如表1所示)用荧光分光光度计(狭缝宽度＝10，扫描速度＝200nm，式TO-st-A1结构的化合物：Ex＝550nm；式TO-st-A2结构的化合物：Ex＝543nm)测出其各自的荧光强度，图4-5分别为化合物(TO-st-A1)与化合物(TO-st-A2)两种荧光探针滴定RNA、dt21、4at、mt9438、mt714、mt377、mt10252、mt8095、mt12086、mt6363、mt1015、mt16250等16种不同类型核酸(核酸序列如表1所示)的荧光数据的柱状图，从图4-5可以看出，在体外条件下，实施例1和实施例2制备式(TO-st-A1)结构的化合物与式(TO-st-A2)结构的化合物，在体外实验中对线粒体G-四链体DNA的选择性是其他非线粒体G-四链体DNA的20～35倍，具有很好的核酸区分性。
表1核酸序列
Figure BDA0002640101540000111
Figure BDA0002640101540000121
实施例4
本申请实施例提供了实施例1制备的式(TO-st-A1)结构的化合物的细胞成像与细胞酶解测试，方法包括：
将脑胶质瘤细胞(U87细胞)接种在6孔板中的细胞培养液，使细胞的密度约为5000个/mL，然后在37℃、5％CO2环境下培养70h。接着弃去上步6孔板中的细胞培养液，用预冷的1×PBS洗3次，然后再加入预冷的纯甲醇1.5mL常温避光放置5min。弃去上步6孔板中的溶液，用预冷的1×PBS洗3次，在上述6孔板中加入1mL 0.4uM的式(TO-st-A1)结构的化合物然后放置30min。弃去上步6孔板中的化合物溶液，用预冷的1×PBS洗3次，在上述6孔板中加入1uM的DAPI溶液1mL并37℃放置5min，然后再用预冷的1×PBS洗6次，每次浸泡5min，最后在倒置荧光显微镜下观察细胞染色情况。结果如图6所示。
将脑胶质瘤细胞(U87细胞)接种在6孔板中的细胞培养液，使细胞的密度约为5000个/mL，然后在37℃、5％CO2环境下培养70h。接着弃去上步6孔板中的细胞培养液，用预冷的1×PBS洗3次，然后再加入预冷的纯甲醇1.5mL常温避光放置5min。弃去上步6孔板中的溶液，用预冷的1×PBS洗3次，在上述6孔板中加入1mL 0.4uM的式(TO-st-A1)结构的化合物然后放置30min。弃去上步6孔板中的化合物溶液，用预冷的1×PBS洗3次，在上述6孔板中加入1uM的DAPI溶液1mL并37℃放置5min，然后再用预冷的1×PBS洗6次，每次浸泡5min。弃去上步6孔板中的DAPI溶液，用预冷的1×PBS洗3次，在上述6孔板中加入DAase溶液1mL并37℃放置1h。弃去上步6孔板中的溶液，用1×PBS洗3次，每次5分钟，最后在倒置荧光显微镜下观察细胞染色情况。结果如图7所示。
图6为本申请实施例提供的式(TO-st-A1)结构的化合物与DAPI进行复染脑胶质瘤细胞(U87)的荧光成像图，从图6中得出式(TO-st-A1)结构的化合物对细胞质部位进行染色，发出橙金色强荧光，而对细胞核内几乎没有染色，和线粒体G-四链体存在于细胞质线粒体一致。
图7为本申请实施例提供的式(TO-st-A1)结构的化合物在U87癌细胞中与细胞核染料DAPI复染，再经过DNase酶解的结果，图7结果表明，当加入DNase酶解之后，细胞的荧光消失了，这证明了式(TO-st-A1)结构的化合物染色部位是细胞质中的DNA。
实施例5
本申请实施例提供了实施例1制备的式(TO-st-A1)结构的化合物的细胞内线粒体共定位测试，方法包括：
将脑胶质瘤细胞(U87细胞)接种在6孔板中的细胞培养液，使细胞的密度约为5000个/mL，然后在37℃、5％CO2环境下培养70h。接着弃去上步6孔板中的细胞培养液，用1×PBS洗3次，然后再加入1mL 0.4uM的式(TO-st-A1)结构的化合物，其中(TO-st-A1)溶解于DMEM完全培养基，在37℃、5％CO2环境下培养15min。弃去上步6孔板中的溶液，用1×PBS洗3次，在上述6孔板中加入1mL 1uM的线粒体染料Mito-green线粒体染料，Mito-green溶解于DMEM完全培养基，在37℃、5％CO2环境下培养15min。弃去上步6孔板中的化合物溶液，用1×PBS洗3次，每次5分钟，最后在倒置荧光显微镜下观察细胞染色情况。结果如图8所示。
图8为本申请实施例提供的式(TO-st-A1)结构的化合物在U87癌细胞中与线粒体特异性染料Mito-green复染，通过图8可知，式(TO-st-A1)结构的化合物的染色位置与Mito-green高度重叠，证明了染料染的位置为细胞质中的线粒体。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种噻唑橙衍生物，其特征在于，具有如式Ⅰ所述结构；
Figure FDA0002640101530000011
其中，R1为C1-6的脂肪酰胺基，C1-6的脂肪羧基；R2为C1-6的脂肪烷基。
2.根据权利要求1所述的噻唑橙衍生物，其特征在于，
所述C1-6的脂肪羧基具有如式II所述结构；
Figure FDA0002640101530000012
所述C1-6的脂肪酰胺基具有如式III所述结构；
Figure FDA0002640101530000013
其中，n＝0～5的整数；Z为I、Br或Cl；M为I、Br或Cl。
3.根据权利要求1所述的噻唑橙衍生物，其特征在于，
所述C1-6的脂肪烷基具有如式IV所述结构
Figure FDA0002640101530000014
其中，n＝0～5的整数；X为甲基、I、Br或Cl；Y为I、Br或Cl。
4.一种权利要求1至3任意一项所述的噻唑橙衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将式VIII结构的化合物与式V结构的化合物反应得到所述噻唑橙衍生物；
Figure FDA0002640101530000015
其中，n＝0～6的整数；X为甲基、I、Br或Cl；R5为酰胺基或羧基；R4为甲硫基。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
所述式VIII结构的化合物的制备方法包括：
将式VII结构的化合物与式VI结构的化合物反应得到所述式VIII结构的化合物；
Figure FDA0002640101530000021
n＝0～5的整数；X为甲基、I、Br或Cl；R5为酰胺基或羧基。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述式VII结构的化合物的制备方法包括：
将式IV结构的化合物与2-甲基苯并噻唑反应得到所述式VII结构的化合物；
Figure FDA0002640101530000022
其中，n＝0～5的整数；X为甲基、I、Br或Cl；Y为I、Br或Cl。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述式VI结构的化合物的制备方法包括：
将式II与4-氯-2-甲基喹啉反应，或式III与4-氯-2-甲基喹啉反应，得到所述式VI结构的化合物；
Figure FDA0002640101530000023
其中，n＝0～5的整数；Z为I、Br或Cl；M为I、Br或Cl。
8.权利要求1至3任意一项所述的噻唑橙衍生物或权利要求4至7任意一项所述的制备方法制得的噻唑橙衍生物在制备细胞中靶向光声成像信号产品中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述细胞的靶向细胞器为线粒体。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述线粒体的靶向序列为G-四连体DNA。
CN202010837103.9A 2020-08-19 2020-08-19 一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用 Active CN112079827B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010837103.9A CN112079827B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010837103.9A CN112079827B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112079827A true CN112079827A (zh) 2020-12-15
CN112079827B CN112079827B (zh) 2023-02-10

Family

ID=73728351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010837103.9A Active CN112079827B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112079827B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106147753A (zh) * 2015-04-24 2016-11-23 广东工业大学 噻唑橙苯乙烯类化合物作为g-四链体核酸荧光探针
CN106833623A (zh) * 2017-02-17 2017-06-13 广东工业大学 一种荧光探针及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106147753A (zh) * 2015-04-24 2016-11-23 广东工业大学 噻唑橙苯乙烯类化合物作为g-四链体核酸荧光探针
CN106833623A (zh) * 2017-02-17 2017-06-13 广东工业大学 一种荧光探针及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邓强: "新型菁类 G-四链体荧光探针的设计与性能", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
金铭: "基于噻唑橙的核酸荧光探针的设计与应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112079827B (zh) 2023-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7227741B2 (ja) カルボキシｘローダミン類似体
CA3103636A1 (en) Tertiary amine substituted coumarin compounds and their uses as fluorescent labels
US8598198B2 (en) Nucleic acid binding dyes and uses therefor
CN108018037B (zh) 6,8-桥亚甲基四氢喹唑啉-2-胺席夫碱类铁离子荧光探针及其制备方法和应用
CN109867611B (zh) 一种用于红酒和活体内硫化氢检测的水溶性双光子硫化氢荧光探针及其制备方法和应用
CN113683557B (zh) 一种茂基铱/铑二聚体的应用
CN104220438A (zh) 用于检测过氧亚硝酸盐的二芳基胺-基荧光探针
JP2016512042A (ja) 遺伝的同一性における使用のための新規ケイ素およびゲルマニウム色素
CN110483418B (zh) 3-取代喹唑啉酮-2-甲酰胺衍生物及其制备方法和应用
CN105670608B (zh) 一种可检测活细胞线粒体中镍离子的高选择性荧光探针及其制备方法
CN112624960B (zh) 基于苯并吲哚的ntr-1响应型荧光探针、制备方法及用途
CN113121599B (zh) 一种靶向线粒体g-四链体dna的荧光探针及其制备方法和应用
CN113429346A (zh) 一种检测溶酶体极性变化的荧光探针及其制备方法和应用
CN112079827B (zh) 一种噻唑橙衍生物及其制备和在线粒体中的应用
CN111440143A (zh) 基于含氮杂环的中性线粒体荧光标记物及其制备方法与应用
CN108191832B (zh) 一种双喹啉二聚体盐衍生物及其制备方法和应用
CN107793386B (zh) 荧光探针及其制备方法和用途
CN107417598B (zh) 可用于G-四链体DNAs检测的荧光探针及其制备方法
CN110590664A (zh) 一种荧光探针的制备方法及该荧光探针的应用
CN109913206A (zh) 一种rna荧光探针及其制备方法和应用
CN114634497B (zh) 一种半胱氨酸/高半胱氨酸响应的aie荧光探针及其制备方法与应用
CN105348268A (zh) 取代的咔唑-吲哚磺酸盐衍生物及其制备方法和用途
CN114702447A (zh) 一种萘酰亚胺衍生物及其制备方法与应用
CN111892588B (zh) 一种吲哚-苯并噻唑衍生物及其制备方法和应用
CN108264502B (zh) 喹啉咔唑类荧光染料及其制法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant