CN114133387B - 具有粘度传感性质的可靶向多种细胞器的荧光探针 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了两个具有粘度传感性质的可靶向多种细胞器的荧光探针的制备方法及其在生物成像方面的应用，属于化学分析检测技术领域，其结构及检测机理为：
Figure DDA0003381501470000011
探针CHB和CHN对粘度具有优秀的检测性能，随着粘度的增加，探针的荧光强度逐渐增强，荧光量子产率也明显增加。探针具有良好的抗干扰性和稳定性，探针还可同时靶向线粒体、溶酶体、高尔基体和内质网多种细胞器。探针在线粒体和溶酶体中的定位能力优异，可应用于检测线粒体和溶酶体内粘度变化，为细胞器粘度异常变化导致的多发性疾病的研究开辟了道路。

Description

具有粘度传感性质的可靶向多种细胞器的荧光探针
技术领域
本发明属于分析化学技术领域，具体涉及两个具有粘度传感性质的能靶向多种细胞器的荧光探针的制备方法及其在生物成像方面的应用。
背景技术
细胞粘度是一个非常重要的生理参数，它与各种扩散介导的细胞过程有关，包括物质的传递、生物分子之间的相互作用和代谢物的扩散。然而，细胞粘度的异常变化与多发性疾病和功能障碍密切相关，如糖尿病、高血压、高胆固醇、动脉硬化和恶性肿瘤。[J.Cui,H.Nie,S.Zang,S.Su,M.Gao,J.JingandX.Zhang,SensorsandActuatorsB:Chemical,2021,331:129432.D.I.Danylchuk,P.H.Jouard andA.S.Klymchenko,JAm Chem Soc,2021,143:912-924.B.Dong,W.Song,Y.Lu,Y.Sun and W.Lin,ACS Sens,2021,6:22-26.L.Fan,Y.Pan,W.Li,Y.Xu,Y.Duan,R.Li,Y.Lv,H.ChenandZ.Yuan,Anal ChimActa,2021,1149:338203.]。值得注意的是，细胞内粘度主要与细胞器有关，细胞器粘度的变化会导致细胞质粘度的变化，从而影响细胞甚至生物体的生命活性。由于异常粘度波动可以作为早期疾病诊断的多功能指标，因此迫切需要开发可靠的方法来监测亚细胞水平上的粘度变化。[S.Ludwanowski,A.Samanta,S.Loescher,C.Barner-KowollikandA.Walther,Adv Sci(Weinh),2021,8:2003740.S.J.Park,B.K.Shin,H.W.Lee,J.M.Song,J.T.JeandH.M.Kim,Dyes andPigments,2020,174:108080.D.Pinheiro,M.Pineiro,A.M.Galvao andJ.S.Seixas de Melo,Chem Sci,2020,12:303-313.J.A.Robson,M.Kubankova,T.Bond,R.A.Hendley,A.J.P.White,M.K.KuimovaandJ.Wilton-Ely,AngewChemIntEdEngl,2020,59:21431-21435.]。
虽然有滴球粘度计、毛细管粘度计等传统粘度计，但它们只适用于传统液体，不能应用于活细胞。小分子荧光染料是测量细胞和亚细胞粘度变化最合适的工具，荧光成像可靠的灵敏度、选择性和低细胞毒性确保了其在体内细胞粘度跟踪中的应用。迄今为止，基于分子转子的探针仍然是主要工具。[Y.Song,H.Zhang,X.Wang,X.Geng,Y.Sun,J.Liu andZ.Li,Anal Chem,2021,93：1786-1791.S.Wang,B.Zhou,N.Wang,C.Yu,N.Yang,J.Chen,Q.Wu,C.Zhang,L.Li and W.Huang,Chinese Chemical Letters,2020,31:2897-2902.M.Wen,C.Li,M.Zhang,Y.Sun,F.Liu,X.Cui andY.Shan,Analyst,2021,146:1538-1542.X.Z.Yang,B.Xu,L.Shen,R.Sun,Y.J.Xu,Y.L.Song and J.F.Ge,Anal Chem,2020,92:3517-3521.]。综上所述，我们希望设计出具有多种细胞器靶向能力和粘度传感性质的荧光染料。
发明内容
本发明目的在于两个具有粘度传感性质的能靶向多种细胞器的荧光探针的制备方法及其在生物成像方面的应用。
本发明中的荧光探针，其分子结构如下：
Figure GDA0004061612080000021
本发明中的荧光探针合成过程如下：
Figure GDA0004061612080000031
所述探针CHB和CHN的制备步骤如下：
将3-氨基苯酚、NaHCO3和1-溴-3-氯丙烷溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，70℃加热12小时。冷却后加入冰水，然后用乙酸乙酯萃取，过柱(石油醚:乙酸乙酯＝10:1)得2,3,6,7-Tetrahydro-1H,5H-pyrido[3,2,1-ij]quinolin-8-ol(C1)(25.3％)。
将三氯氧磷和C1的DMF溶液在冰水浴下搅拌0.5小时。撤去冰水浴，室温搅拌1小时后再加热至100℃再反应1小时，冷却后加水猝灭，继续搅拌1小时。用二氯甲烷萃取，过柱(石油醚:乙酸乙酯＝10:1)得白色固体化合物8-Hydroxy-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-pyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde(C2)(70.9％)。
将哌啶加到含有C2和丙二酸二乙酯的乙醇溶液中，回流24h，减压除去乙醇，加入浓盐酸和冰醋酸在80℃下搅拌6小时，所得溶液冷却至室温并加入冰水中，用NaOH溶液将pH调至7.0，得到绿色沉淀，进一步纯化，过柱(石油醚：二氯甲烷＝1：5)得到2,3,5,6-Tetrahydro-1H,4H-11-oxa-3a-aza-benzo[de]anthracen-10-one(C3)(42％)。
将三氯氧磷滴加到DMF中于冰水浴下搅拌0.5小时，C3的DMF溶液加入上述溶液并在室温下搅拌0.5小时，再加热到60℃下搅拌12小时，反应混合物冷却至室温加入冰水中，使用NaOH溶液将pH调节至7.0以产生沉淀，用水洗涤得到10-Oxo-2,3,5,6-tetrahydro-1H,4H,10H-11-oxa-3a-aza-benzo[de]anthracene-9-carbald ehyde(C4)(73.4％)。
将1-氨基-5-溴萘溶于浓盐酸中，在0℃下加入溶于水中的NaNO2溶液，在0℃下搅拌1小时后加入溶于盐酸的二水氯化亚锡溶液，并在室温下搅拌1小时，收集产生的沉淀物过滤，用NaOH溶液洗涤沉淀，用二氯甲烷萃取后，将有机溶剂真空蒸发得到中间产物。将中间产物和浓硫酸加到甲基异丙基酮中，加热回流5小时，冷却后有固体析出，抽滤得到6-Bromo-2,3,3-trimethyl-3H-benzo[g]indole(D1)(产率：32％)。
将1-溴-4-氰基萘和水合联氨分别加入到乙二醇甲醚中，加热搅拌8小时。冷却后倒入冰水中有大量絮状白色产物析出，用少量二氯甲烷洗涤得到白色中间产物。将中间产物和浓硫酸加到甲基异丙基酮中，加热回流5小时，冷却后有红色固体析出，用少量二氯甲烷洗涤得到粉红色产物2,3,3-Trimethyl-3H-benzo[g]indole-5-carbonitrile(D2)(产率：53％)。
将化合物C4和D1等比例溶于乙醇中，回流反应12小时。反应完成后冷却至室温，有固体析出并进行抽滤，用少量乙醇洗涤滤饼干燥得到绿色粉末状固体
9-[2-(6-Bromo-3,3-dimethyl-3H-benzo[g]indol-2-yl)-vinyl]-2,3,5,6-tetrahydro-1H,4H-11-oxa-3a-aza-benzo[de]anthracen-10-one(CHB)(产率：47％)。
将化合物C4和D2等比例溶于乙醇中，回流反应12小时。反应完成后冷却至室温，有固体析出并进行抽滤，用少量乙醇洗涤滤饼干燥得到绿色粉末状固体
3,3-Dimethyl-2-[2-(10-oxo-2,3,5,6-tetrahydro-1H,4H,10H-11-oxa-3a-aza-benzo[de]anthracen-9-yl)-vinyl]-3H-benzo[g]indole-5-carbonitrile(CHN)(产率：55％)。
本发明的荧光探针的检测机制如下：
Figure GDA0004061612080000051
荧光探针在低粘度溶液中由于碳碳单键自由旋转消耗能量导致探针荧光强度减弱，而在高粘度溶剂中，碳碳单键因旋转受阻，非辐射跃迁的几率降低，导致探针的荧光强度和荧光量子产率都得到增强。
图3是探针CHB(a，b)和CHN(c，d)在不同溶剂中的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱图。结果显示，这两种探针在甘油中具有较高的荧光强度。
图4依次展示了所制备探针CHB和CHN在不同溶剂中的光物理性质，包括最大吸光度λabs,max、最大发射λem,max、荧光量子产率QY。以上结果表明，两种探针均有较大的斯托克斯位移，且与其它溶剂估计相比，在甘油中具有较大的荧光量子产率。
图5说明本发明的荧光探针CHB(a，b)和CHN(c，d)在不同比例PBS缓冲溶液(pH＝7.4)和甘油的混合溶液中呈现有规律的变化。随着甘油含量的增加，CHB和CHN的荧光强度显著增强。在黏度对数值为0.9-2.1的范围内，本发明的两种荧光探针检测粘度线性较好，线性相关系数R分别为0.9926和0.9921。
图6是对探针CHB(a)和CHN(b)的抗干扰性研究。加入Ca2+,Cu2+,Fe2+,Fe3+,K+,Mg2+,Mn2+,Na+,Zn2+,F-,Cl-,S2-,ClO-,CO3 2-,HSO3 -,Cys,GSH,H2O2均对CHB和CHN的荧光强度没有影响，说明探针CHB和CHN具有良好的抗干扰性。
图7是pH对探针CHB(a)和CHN(b)的影响研究。在pH＝3-12范围内，探针CHB和CHN在纯PBS溶液中以及含量为95％甘油与5％PBS混合溶液中均保持相对稳定的荧光强度，这表明探针CHB和CHN几乎不受pH的影响。
图8是对探针CHB(a)和CHN(b)的稳定性研究。在1小时内，探针CHB和CHN在纯PBS溶液中以及含量为95％甘油与5％PBS混合溶液中的荧光强度没有较大的变化，这说明探针CHB和CHN具有良好的稳定性。
图9所示为探针CHB(a)和CHN(b)的细胞毒性。从图中可以看出探针CHB和CHN具有具有较高的细胞存活率。
图10所示为所制备探针CHB对线粒体，溶酶体，高尔基体和内质网的定位图像，线粒体和溶酶体的皮尔逊相关均在0.9以上，高尔基体和内质网的皮尔逊系数也在0.8左右，从图中可以看出探针CHB对线粒体，溶酶体，高尔基体和内质网都有很好的定位效果。
图11所示为所制备探针CHN对线粒体，溶酶体，高尔基体和内质网的定位图像，定位效果与CHB类似，可以看出探针CHN对线粒体、溶酶体、高尔基体和内质网都有很好的定位效果。
图12所示为探针CHB和CHN与线粒体商用染料在地塞米松存在前后在线粒体中的共聚焦成像，与线粒体商用染料相比，探针CHB和CHN加入地塞米松后的荧光强度明显增强，这表明探针CHB和CHN均能对线粒体内粘度变化做出响应。
图13所示为探针CHB和CHN与溶酶体商用染料在地塞米松存在前后在线粒体中的共聚焦成像，从图中可以看出与溶酶体商用染料相比，探针CHB和CHN加入地塞米松后的荧光强度也有明显增强，说明探针CHB和CHN均能对溶酶体内粘度变化做出响应。
综上所述，利用简单的有机合成方法，我们得到了两种具有粘度传感性质的能靶向多种细胞器的荧光探针。制备的探针较大的斯托克斯位移和荧光量子产率。细胞实验表明所制备的探针在线粒体、溶酶体、高尔基体以及内质网中具有良好的定位效果，探针CHB和CHN均能对线粒体和溶酶体内的粘度变化做出响应，为细胞器粘度异常变化导致的多发性疾病的研究开辟了道路。
附图说明
图1探针CHB和CHN的制备与设计路线。
图2探针CHB和CHN检测溶液粘度的机理。
图3探针CHB(a，b)和CHN(c，d)在不同溶剂中的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱。探针浓度：10μM。
图4探针CHB和CHN在不同溶剂中的光物理性质(包括最大吸光度λabs,max、最大发射λem,max、荧光量子产率QY)。
图5探针CHB(a，b)和CHN(c，d)在不同比例PBS缓冲溶液(pH＝7.4)和甘油的混合溶液中的紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱以及最大荧光强度对数值(logI)与粘度对数值logη的线性关系。探针浓度：10μM。CHB：λex＝490nm，CHN：λex＝510nm。
图6探针CHB(a)和CHN(b)对部分阳离子、阴离子以及生物小分子的抗干扰性：Ca2+,Cu2+,Fe2+,Fe3+,K+,Mg2+,Mn2+,Na+,Zn2+,F-,Cl-,S2-,ClO-,CO3 2-,HSO3 -,Cys,GSH,H2O2。探针浓度：10μM。CHB：λex＝490nm，CHN：λex＝510nm。
图7探针CHB(a)和CHN(b)在不同pH值环境下，在纯PBS溶液中以及含量为95％甘油与5％PBS混合溶液中的荧光强度变化。探针浓度：10μM。CHB：λex＝490nm，CHN：λex＝510nm。
图8探针CHB(a)和CHN(b)在纯PBS溶液中以及含量为95％甘油与5％PBS混合溶液中随时间改变的荧光强度变化。探针浓度：10μM。CHB：λex＝490nm，CHN：λex＝510nm。
图9探针CHB(a)和CHN(b)的细胞毒性。
图10探针CHB与多种商用细胞器定位染料(线粒体、溶酶体、高尔基体和内质网)在HeLa细胞中的共聚焦成像。
图11探针CHN与多种商用细胞器定位染料(线粒体、溶酶体、高尔基体和内质网)在HeLa细胞中的共聚焦成像。
图12探针CHB和CHN与线粒体商用染料在地塞米松存在前后在线粒体中的共聚焦成像；及加入地塞米松前后线粒体内平均荧光强度的变化。
图13探针CHB和CHN与溶酶体商用染料在地塞米松存在前后在溶酶体中的共聚焦成像；及加入地塞米松前后溶酶体内平均荧光强度的变化。
具体实施实例
实施例1：化合物C1的合成
将3-氨基苯酚、NaHCO3和1-溴-3-氯丙烷溶于DMF中，70℃加热12小时。冷却后加入冰水，然后用乙酸乙酯萃取，过柱(石油醚:乙酸乙酯＝10:1)得C1(25.3％)。
实施例2：化合物C2的合成将三氯氧磷和C1的DMF溶液在冰水浴下搅拌0.5小时。撤去冰水浴，室温搅拌1小时后再加热至100℃再反应1小时，冷却后加水猝灭，继续搅拌1小时。用二氯甲烷萃取，过柱(石油醚:乙酸乙酯＝10:1)得白色固体化合物C2(70.9％)。
实施例3：化合物C3的合成
将哌啶加到含有C2和丙二酸二乙酯的乙醇溶液中，回流24小时，减压除去乙醇，加入浓盐酸和冰醋酸在80℃下搅拌6小时，所得溶液冷却至室温并加入冰水中，用NaOH溶液将pH调至7.0，得到绿色沉淀，进一步纯化，过柱(石油醚：二氯甲烷＝1：5)得到C3(42％)。
实施例4：化合物C4的合成
将三氯氧磷滴加到DMF中于冰水浴下搅拌0.5小时，C3的DMF溶液加入上述溶液并在室温下搅拌0.5小时，再加热到60℃下搅拌12小时，反应混合物冷却至室温加入冰水中，使用NaOH溶液将pH调节至7.0以产生沉淀，用水洗涤得到C4(73.4％)。
实施例5：化合物D1的合成
将1-氨基-5-溴萘溶于浓盐酸中，在0℃下加入溶于水中的NaNO2溶液，在0℃下搅拌1小时后加入溶于盐酸的二水氯化亚锡溶液，并在室温下搅拌1小时，收集产生的沉淀物过滤，用NaOH溶液洗涤沉淀，用二氯甲烷萃取后，将有机溶剂真空蒸发得到中间产物。将中间产物和浓硫酸加到甲基异丙基酮中，加热回流5小时，冷却后有固体析出，抽滤得到D1(产率：32％)。
实施例6：化合物D2的合成
将1-溴-4-氰基萘和水合联氨分别加入到乙二醇甲醚中，加热搅拌8小时。冷却后倒入冰水中有大量絮状白色产物析出，用少量二氯甲烷洗涤得到白色中间产物。将中间产物和浓硫酸加到甲基异丙基酮中，加热回流5小时，冷却后有红色固体析出，用少量二氯甲烷洗涤得到粉红色产物D2(产率：53％)。
实施例7：探针CHB的合成
将化合物C4和D1等比例溶于乙醇中，回流反应12小时。反应完成后冷却至室温，有固体析出并进行抽滤，用少量乙醇洗涤滤饼干燥得到绿色粉末状固体CHB(产率：47％)。
实施例8：探针CHN的合成
将化合物C4和D2等比例溶于乙醇中，回流反应12小时。反应完成后冷却至室温，有固体析出并进行抽滤，用少量乙醇洗涤滤饼干燥得到绿色粉末状固体CHN(产率：55％)。
实施例9：探针CHB和CHN检测溶液中粘度及其在生物成像方面的应用。
溶液中粘度检测：图3是探针CHB(a，b)和CHN(c，d)在不同溶剂中的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱图。结果显示，这两种探针在甘油中具有较高的荧光强度。图4依次展示了所制备探针CHB和CHN在不同溶剂中的光物理性质，包括最大吸光度λabs,max、最大发射λem,max、荧光量子产率QY。以上结果表明，两种探针均有较大的斯托克斯位移，且与其它溶剂估计相比，在甘油中具有较大的荧光量子产率。图5说明本发明的荧光探针CHB(a，b)和CHN(c，d)在不同比例PBS缓冲溶液(pH＝7.4)和甘油的混合溶液中呈现有规律的变化。随着甘油含量的增加，CHB和CHN的荧光强度显著增强。在黏度对数值为0.9-2.1的范围内，本发明的两种荧光探针检测粘度线性较好，线性相关系数R分别为0.9926和0.9921。图6是对探针CHB(a)和CHN(b)的抗干扰性研究，加入Ca2+,Cu2+,Fe2+,Fe3+,K+,Mg2+,Mn2+,Na+,Zn2+,F-,Cl-,S2-,ClO-,CO3 2-,HSO3 -,Cys,GSH,H2O2均对CHB和CHN的荧光强度没有影响，说明探针CHB和CHN具有良好的抗干扰性。图7是pH对探针CHB(a)和CHN(b)的影响研究，在pH＝3-12范围内，探针CHB和CHN在纯PBS溶液中以及含量为95％甘油与5％PBS混合溶液中均保持相对稳定的荧光强度，这表明探针CHB和CHN几乎不受pH的影响。图8是对探针CHB(a)和CHN(b)的稳定性研究，在1小时内，探针CHB和CHN在纯PBS溶液中以及含量为95％甘油与5％PBS混合溶液中的荧光强度没有较大的变化，这说明探针CHB和CHN具有良好的稳定性。
粘度检测生物应用：图9所示为探针CHB(a)和CHN(b)的细胞毒性。从图中可以看出探针CHB和CHN具有较高的细胞存活率。图10和图11分别为所制备探针CHB和CHN对线粒体，溶酶体，高尔基体和内质网的定位图像，线粒体和溶酶体的皮尔逊系数均在0.9以上，高尔基体和内质网的皮尔逊系数也在0.8左右，从图中可以看出探针CHB和CHN对线粒体，溶酶体，高尔基体和内质网都有较好的定位效果。图12所示为探针CHB和CHN与线粒体商用染料在地塞米松存在前后在线粒体中的共聚焦成像，与线粒体商用染料相比，探针CHB和CHN加入地塞米松后的荧光强度明显增强，这表明探针CHB和CHN均能对线粒体内粘度变化做出响应。图13所示为探针CHB和CHN与溶酶体商用染料在地塞米松存在前后在线粒体中的共聚焦成像，从图中可以看出与溶酶体商用染料相比，探针CHB和CHN加入地塞米松后的荧光强度也有明显增强，说明探针CHB和CHN均能对溶酶体内粘度变化做出响应。
综上所述，利用简单的有机合成方法，我们得到了两种具有粘度传感性质的能靶向多种细胞器的荧光探针。制备的探针具有较大的斯托克斯位移和荧光量子产率。细胞实验表明所制备的探针在线粒体、溶酶体、高尔基体以及内质网中具有良好的定位效果，探针CHB和CHN均能对线粒体和溶酶体内的粘度变化做出响应，为细胞器粘度异常变化导致的多发性疾病的研究开辟了道路。

Claims (2)

1.两种具有粘度传感性质的可靶向多种细胞器的荧光探针CHB和CHN，其结构式为：
Figure FDA0004061618480000011
2.根据权利要求1的两种具有粘度传感性质的可靶向多种细胞器的荧光探针CHB和CHN的制备方法如下：
将3-氨基苯酚、NaHCO3和1-溴-3-氯丙烷溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加热使其反应，结束后加入冰水，用乙酸乙酯萃取，过柱纯化得C1；
将三氯氧磷和C1的DMF溶液在冰水浴下搅拌；室温搅拌后再加热反应，冷却后加水搅拌，用二氯甲烷萃取，过柱纯化得C2；
将哌啶加到含有C2和丙二酸二乙酯的乙醇溶液中，回流反应，除去乙醇，加入浓盐酸和冰醋酸搅拌，后加入冰水用NaOH溶液调节pH得到绿色沉淀，过柱纯化得C3；
将三氯氧磷滴加到DMF中于冰水浴下搅拌，C3的DMF溶液加入上述溶液并在室温下搅拌，再加热反应，后加入冰水用NaOH溶液调节pH产生沉淀，用水洗涤得到C4；
将1-氨基-5-溴萘溶于浓盐酸中，在0℃下加入溶于水中的NaNO2溶液，搅拌后加入溶于盐酸的二水氯化亚锡溶液，收集产生的沉淀物过滤，NaOH溶液洗涤，二氯甲烷萃取，真空蒸发后得到中间产物，将中间产物和浓硫酸加到甲基异丙基酮中，加热回流，冷却后有固体析出，抽滤得到D1；
将1-溴-4-氰基萘和水合联氨加入到乙二醇甲醚中，加热搅拌，冷却后倒入冰水中有大量絮状白色产物析出，二氯甲烷洗涤得到白色中间产物，将中间产物和浓硫酸加到甲基异丙基酮中，加热回流，冷却后有红色固体析出，二氯甲烷洗涤得到粉红色产物D2；
将化合物C4和D1等比例溶于乙醇中，回流反应，反应完成后冷却至室温，有固体析出并进行抽滤，用少量乙醇洗涤滤饼干燥得到绿色粉末状固体CHB，用同样的方法将化合物C4和D2反应得到CHN；
合成的路径如下：
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115433181B (zh) * 2022-10-12 2024-03-08 河南省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 基于半花菁结构的荧光探针及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003012669A (ja) * 2001-04-23 2003-01-15 Hayashibara Biochem Lab Inc クマリン誘導体
CN101400655A (zh) * 2006-03-16 2009-04-01 安斯泰来制药有限公司 喹诺酮衍生物或其制药学可接受的盐
CN110776514A (zh) * 2019-11-06 2020-02-11 山西大学 一种光激活型溶酶体靶向荧光探针及其合成方法和应用
CN110922387A (zh) * 2019-08-06 2020-03-27 浙江工业大学 一种线粒体靶向的近红外荧光化合物及其制备与应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3739136B2 (ja) * 1996-07-02 2006-01-25 三井化学株式会社 可視光感光性樹脂組成物およびその用途
CN105566942A (zh) * 2015-10-13 2016-05-11 华东理工大学 一种长发射波长荧光染料的制备方法
CN108276990A (zh) * 2018-01-17 2018-07-13 济南大学 一种区分GSH、Cys、NAC荧光探针及其制备方法和应用
CN109879884B (zh) * 2019-03-12 2021-03-02 济南大学 一种检测粘度的荧光探针及其制备方法和应用
CN110078714A (zh) * 2019-05-16 2019-08-02 济南大学 一种定位线粒体的双光子粘度探针及其制备方法和应用
CN112724153A (zh) * 2021-01-07 2021-04-30 郑州大学 三个具有线粒体/溶酶体双重靶向定位的溶致比色/溶致荧光探针

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003012669A (ja) * 2001-04-23 2003-01-15 Hayashibara Biochem Lab Inc クマリン誘導体
CN101400655A (zh) * 2006-03-16 2009-04-01 安斯泰来制药有限公司 喹诺酮衍生物或其制药学可接受的盐
CN110922387A (zh) * 2019-08-06 2020-03-27 浙江工业大学 一种线粒体靶向的近红外荧光化合物及其制备与应用
CN110776514A (zh) * 2019-11-06 2020-02-11 山西大学 一种光激活型溶酶体靶向荧光探针及其合成方法和应用

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