一種靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針、制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針、制備方法及應(yīng)用，屬于熒光生物傳感器領(lǐng)域。所述熒光探針為含有4,4',4″-雙氟硼二吡咯基團(tuán)的1,4-四芳基丁二烯衍生物；將4,4'-((1E,3E)-1,4-二溴-1,3-丁二烯-1,4-二基)二苯甲醛(或4,4'-((1E,3E)-1,4-二溴-1,3-丁二烯-1,4-二基)二苯甲酸甲酯)和BODIPY頻哪醇酯在四(三苯基膦)合鈀的催化下通過鈴木反應(yīng)(Suzuki反應(yīng))而得到或通過DIBODIPY-DICHO和生物分子通過一步席夫堿反應(yīng)而得到；所述制備方法簡單，操作方便；所述熒光探針同時具有靶向標(biāo)記和抑制癌細(xì)胞的功能，可用作潛在的抗癌藥物。
【專利說明】-種靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針、制備方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針、制備方法及用，具體涉及一 種含有4, 4'，4"-雙氟硼二吡咯基團(tuán)的1，4-四芳基丁二烯衍生物熒光探針及其制備方法， 所述熒光探針可用于對癌細(xì)胞進(jìn)行靶向檢測的生物熒光成像技術(shù)，屬于熒光傳感器領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 熒光成像技術(shù)對于生物醫(yī)學(xué)研究、臨床診斷、藥物檢測是不可或缺的一項技術(shù)。理 想的熒光探針應(yīng)具備合適的激發(fā)和發(fā)射波長、較高的亮度、較好的生物穩(wěn)定性、較低的生物 毒性、較好的光穩(wěn)定性等優(yōu)點。尤其是對于活細(xì)胞和體內(nèi)成像，水溶性和脂溶性平衡是達(dá)到 較高膜滲透的關(guān)鍵條件。然而，傳統(tǒng)的熒光探針由于較高的光漂白性、較差的活細(xì)胞靶向 性、固有的脂溶性等缺點已無法滿足人們的要求。因此，新的理想的熒光探針的開發(fā)和應(yīng)用 已成為現(xiàn)階段科研工作者的一項熱門研究。
[0003] 目前，大多數(shù)文獻(xiàn)已報道，雙氟硼二吡咯（BODIPYs)類染料作為一種熒光探針 廣泛用于生物標(biāo)記、熒光器件、化學(xué)傳感、人造光合系統(tǒng)等領(lǐng)域。BODIPYs染料具有較 高的摩爾消光系數(shù)、生物適應(yīng)性、較好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性、較高的熒光量子產(chǎn)率等 優(yōu)點。然而，現(xiàn)有文獻(xiàn)報道過的BODIPYs染料用于活細(xì)胞成像時大部分分布于細(xì)胞質(zhì) 中，因而不具備革巴向性。（Karolin，J. ;Johansson，L.B._A. ;Strandberg，L.J.Am.Chem. Soc.，1994，116, 7801-7806.Loudet，A. ;Burgess，Κ·Chem.Rev.，2007，107, 4891-4932. HujR. ；Lager,E. ；AguiIar-AguiIarjA.J.Phys.Chem.Cj 2009, 113, 15845-15853. Whited,Μ.T. ；Djurovich,P.I. ；Roberts,S.T.J.Am.Chem.Soc. , 2011, 133, 88-96. ZhujS.L. ；Zhang,J.T. ；Vegesna,G.Org.Lett. , 2011, 13, 438-441.KamkaewjA. ；Lim,S. H. ；Lee,H.B.Chem.Soc.Rev. 2013, 42, 77-78.LinjY. ；Lin,W.Y. ；Zheng,K.B.Chem.Soc. Rev. 2013, 42, 622-661.Fu，Y.Y. ;He，Q.G. ;Zhu，D.F.Chem.Comm. 2013, 49, 11266-11268. Ye，J.H. ;Chen，H.C. ;Bai，Y.RSCAdv·，2014, 4, 6691-6695.Saha，T. ;Kand，D.; TalukdarjP.Org.Biomol.Chem. , 2013, 11, 8166-8170.Collado,D. ；Vida,Y.； Najera，F(xiàn).RSCAdv.，2014, 4, 2306-2309.Zhang，Η.X. ;Chen，J.B. ;Guo,X.F.Anal. Chem. 2014, 86, 3115-3123·)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對目前BODIPYs染料用于活細(xì)胞成像時大部分分布于細(xì)胞質(zhì)中，不具備靶向性 的問題，本發(fā)明的目的之一是提供一種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針，所述熒光 探針同時具有靶向標(biāo)記和抑制癌細(xì)胞的功能；目的之二是提供一種用于靶向檢測并抑制癌 細(xì)胞的熒光探針的制備方法，所述制備方法簡單，操作方便；目的之三是提供一種用于靶向 檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006]-種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針，所述熒光探針為含有4, 4'，4"-雙 氟硼二吡咯基團(tuán)的1，4-四芳基丁二烯衍生物，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針，其特征在于：所述熒光探針為含有 4, 4'，4"-雙氟硼二吡咯基團(tuán)的1，4-四芳基丁二烯衍生物，其結(jié)構(gòu)式如下：
其中，R為-CHO、-COOCH3、-NH3、-CN、氨基酸、短肽和多肽中的一種；R i和R相同。
2. -種如權(quán)利要求1所述的用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的制備方法，其特 征在于：當(dāng)R為-CHO、-C00CH 3、-NH3或-CN時，所述方法步驟如下： (1) 將催化劑加入反應(yīng)器1中，依次加入良溶劑1和反應(yīng)物1，在攪拌下進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)， 反應(yīng)Ilh后，過濾，取濾液旋干，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物1 ;將反應(yīng)粗產(chǎn)物1溶解于三氯甲烷，以石 油醚與二氯甲烷為洗脫劑，利用柱色譜分離提純，干燥，得到固體a; (2) 將4-甲酰基苯硼酸頻哪醇酯加入反應(yīng)器2中，加入二氯甲烷，得到濃度為5. 73g/L 的4-甲?；脚鹚犷l哪醇酯溶液，向所述溶液中通入保護(hù)氣體，加入1，4-二甲基吡咯，在 攪拌下逐滴加入三氟乙酸，反應(yīng)12h，加入2, 3-二氯-5, 6-二氰基-1，4-苯醌，反應(yīng)4h，力口 入N，N-二異丙基乙胺，待N，N-二異丙基乙胺完全溶解后，將反應(yīng)器2放入冰浴中，加入三 氟化硼乙醚，反應(yīng)12h，洗滌，分液，取有機(jī)相并向有機(jī)相中加入無水硫酸鈉，過濾，取濾液旋 干，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物2 ;將反應(yīng)粗產(chǎn)物2溶解于二氯甲烷，以石油醚與二氯甲烷為洗脫劑，利 用柱色譜分離提純，干燥，得到固體b ; ⑶將固體a、固體b、碳酸鉀和四（三苯基膦）合鈀加入反應(yīng)器3中，抽真空，通入保護(hù) 氣體，加入良溶劑2,在70°C下反應(yīng)12h，抽濾，取濾液旋干，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物3,將反應(yīng)粗產(chǎn) 物3溶解于三氯甲烷，以石油醚與二氯甲烷為洗脫劑，用柱色譜分離提純，干燥，得到所述 熒光探針。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的制備方法，其 特征在于：步驟（1)所述催化劑為氯化鈀和溴化銅的混合物，氯化鈀與溴化銅的物質(zhì)的量 之比為0. 04:3 ; 良溶劑1為乙腈和甲苯的混合溶劑，乙腈與甲苯的體積比為1:50 ; 反應(yīng)物1為4-乙炔基苯甲醛、4-乙炔基苯甲酸甲酯、4-乙炔基苯甲腈和4-乙炔基苯 胺中的一種； 反應(yīng)物1、催化劑與良溶劑1的質(zhì)量比為1:5:28 ; 石油醚與二氯甲烷的質(zhì)量比為1:1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的制備方 法，其特征在于：步驟（2)所述4-甲?；脚鹚犷l哪醇酯、1，4-二甲基吡咯、三氟乙酸、 2, 3-二氯-5, 6-二氰基-1，4-苯醌、N, N-二異丙基乙胺與二氟化硼乙醚的質(zhì)量比為 1:1:0. 25:1:6. 5:9. 8 ;石油醚與二氯甲烷的質(zhì)量比為1:4 ;保護(hù)氣體為N2和Ar中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的制備方法，其 特征在于：步驟（3)所述保護(hù)氣體為N2和Ar中的一種； 良溶劑2為甲苯和甲醇的混合溶劑，甲苯與甲醇的體積比為3:1 ; 固體a、固體b、碳酸鉀、四（三苯基膦）合鈀、良溶劑2的質(zhì)量比為1:2. 5:2:0. 18:210 ; 石油醚與二氯甲烷的質(zhì)量比為1:1。
6. -種如權(quán)利要求1所述的用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的制備方法，其特 征在于：當(dāng)R為氨基酸、短肽或多肽時，所述方法步驟如下 ： (1) 將催化劑加入反應(yīng)器4中，依次加入良溶劑4和4-乙炔基苯甲醛，在攪拌下進(jìn)行偶 聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)Ilh后，過濾，取濾液旋干，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物4 ;將反應(yīng)粗產(chǎn)物4溶解于三氯甲 烷，利用柱色譜分離提純，干燥，得到固體1 ; (2) 將4-甲酰基苯硼酸頻哪醇酯加入反應(yīng)器5中，加入二氯甲烷，得到濃度為5. 73g/L 的4-甲?；脚鹚犷l哪醇酯溶液，向所述溶液中通入保護(hù)氣體，加入1，4-二甲基吡咯，在 攪拌下逐滴加入三氟乙酸，反應(yīng)12h，加入2, 3-二氯-5, 6-二氰基-1，4-苯醌，反應(yīng)4h，力口 入N，N-二異丙基乙胺，待N，N-二異丙基乙胺完全溶解后，將反應(yīng)器5放入冰浴中，加入三 氟化硼乙醚，反應(yīng)12h，洗滌，分液，取有機(jī)相并向有機(jī)相中加入無水硫酸鈉，過濾，取濾液旋 干，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物5 ;將反應(yīng)粗產(chǎn)物5溶解于二氯甲烷，利用柱色譜分離提純，干燥，得到 固體2; ⑶將固體1、固體2、碳酸鉀和四（三苯基膦）合鈀加入反應(yīng)器6中，抽真空，通入保護(hù) 氣體，加入良溶劑5,在70°C下反應(yīng)12h，抽濾，取濾液旋干，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物6,將反應(yīng)粗產(chǎn) 物6溶解于三氯甲烷，用柱色譜分離提純，干燥，得到DIBODIPY-DICHO ; (4)將DIBODIPY-DICHO加入反應(yīng)器7中，加入良溶劑6,充分溶解，得到濃度為0. 53g/ L的DIBODIPY-DICHO溶液；向所述溶液中加入生物分子，在30°C攪拌反應(yīng)40h，干燥，加入 二甲基亞砜，得到懸浮液a ;向懸浮液a中加入蒸餾水，攪拌均勻，透析，干燥，得到所述熒光 探針； 其中，DIBODIPY-DICHO 是 10, 10' - (((1Z, 3Z) -1，4-二（4-甲?；交?1，3- 丁 二烯-1，4-二基）二（1，4-亞苯基））二（5, 5-二氟-1，3, 7, 9-四甲基-5H-二批咯） [1，2-c:2'，Γ-f] [1，3, 2]二氮雜硼烷的簡稱。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的制備方法，其 特征在于：步驟（1)所述催化劑為氯化鈀和溴化銅的混合物，氯化鈀與溴化銅的物質(zhì)的量 之比為0. 04:3 ; 步驟⑴所述良溶劑4為乙腈和甲苯的混合溶劑，乙腈與甲苯的體積比為1:50 ;4_乙 炔基苯甲醛、催化劑與良溶劑4的質(zhì)量比為1:5:28 ; 步驟（1)所述石油醚與二氯甲烷的質(zhì)量比為1:1 ; 步驟⑵所述4-甲?；脚鹚犷l哪醇酯、1，4-二甲基吡咯、三氟乙酸、2, 3-二 氯-5, 6-二氰基-1，4-苯醌、N，N-二異丙基乙胺與三氟化硼乙醚的質(zhì)量比為： 1: 1:0. 25:1:6. 5:9. 8 ; 步驟⑵所述石油醚與二氯甲烷的質(zhì)量比為1:4 ; 步驟（2)和步驟（3)所述保護(hù)氣體均為N2和Ar中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的制備方法，其 特征在于：步驟（3)所述良溶劑5為甲苯和甲醇的混合溶劑，甲苯與甲醇的體積比為3:1 ; 固體1、固體2、碳酸鉀、四（三苯基膦）合鈀、良溶劑5的質(zhì)量比為1:2. 5:2:0. 18:210 ; 石油醚與二氯甲烷的質(zhì)量比為1:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針的制備方法，其 特征在于：步驟（4)所述良溶劑6為N，N-二甲基甲酰胺；所述生物分子為氨基酸、短肽和多 肽中的一種； DIBODIPY-DICHO、生物分子、二甲基亞砜的質(zhì)量比為1:1:688 ; 懸浮液a與蒸餾水的體積比為1:200。
10. -種如權(quán)利要求1所述的靶向檢測并抑制癌細(xì)胞的熒光探針應(yīng)用于靶向檢測癌細(xì) 胞并同時抑制癌細(xì)胞的增殖。
【文檔編號】G01N21/64GK104262373SQ201410412644
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】董宇平, 陳笛笛, 馮霄, 佟斌, 石建兵, 顧尚志 申請人:北京理工大學(xué)