一种吲哚衍生物、制备方法及其应用与流程

本发明属于有机材料科学，具体涉及一种吲哚衍生物、制备方法及其应用。

背景技术：

1、真核细胞和原核细胞之间的主要区别之是真核细胞中存在称为细胞器的膜束缚功能区室，这些细胞器表现出独特的组成和微环境，并在各种生物过程中发挥关键。许多关键的生物活性是通过不同细胞器的相互合作实现的，并且细胞器之间的密切接触经常发生。因此，可视化不同细胞器之间的相互作用和合作对于基础生物学研究非常重要。

2、溶酶体(lysosomes)是细胞内酸性囊泡，含有60多种水解酶，负责消化不需要的生物分子和细胞器。此外，溶酶体在信号传导、内吞作用、自噬、细胞凋亡和其他关键细胞过程中起核心作用。另一方面，脂滴(lds)是一种特殊的细胞器，其含有亲脂核心，由磷脂单层结合的中性脂质组成，大多数细胞内脂质储存在脂滴中。最近的研究表明，脂滴是与脂质消耗密切相关的高度动态细胞器，收集有毒酸和信号。脂滴中的异常涉及肥胖、非酒精性脂肪性肝病、心血管疾病和许多其他严重疾病。特别是在许多生命过程中，溶酶体和脂滴之间存在相互合作和相互作用。例如，储存在脂滴中的甘油三酯将被转移到溶酶体中并在无营养条件下作为脂肪酸水解，最终被氧化以产生能量、因此，溶酶体和脂滴之间相互作用的可视化是一项至关重要的任务。

3、溶酶体和脂滴之间的相互作用已通过扫描电子显微镜，透射电子显微镜和蛋白质分析进行了广泛的研究。然而，在这些分析方法中需要细胞的固定或裂解。相比之下，荧光成像法是非侵入性技术，对活生物样品的损害可以忽略不计，这极大地有利于生物活性的动态可视化。因此，专门照亮溶酶体或脂滴的荧光探针已被广泛报道。碱性荧光探针通常用于靶向酸性溶酶体，例如，kim(j.am.chem.soc.,2013,135(47):17969-17977.)及其同事已经构建了一种用于溶酶体ph的荧光探针，其中叔胺作为溶酶体的靶向组。wan(angew.chem.int.ed.,2014,126(41),11096-11100.)等人已经提供了一种荧光探针，揭示了热休克期间溶酶体ph升高，使用吗啉将探针靶向溶酶体。

4、能够以双发射颜色对溶酶体和脂滴进行区分可视化的荧光探针是研究两个细胞器之间相互作用的有前途的工具。目前，已经开发了几种探针，根据两个细胞器的ph和极性差异，以不同的荧光颜色标记溶酶体和脂滴。zheng(chem.sci.,2019,10(8),2342-2348.)等人开发了一种针对活细胞中溶酶体和脂滴的极性敏感荧光探针，并在黄色和红色通道中对两个细胞器进行成像。然而，报道的溶酶体和脂滴之间探针的光谱差异适中(不大于100nm)，由于的荧光串扰，这阻碍了两个细胞器的清晰和独立的可视化。因此，设计新型荧光探针来区分具有大光谱差异的双发射颜色的溶酶体和脂滴是目前一项关键且具有挑战性的任务。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供了一种吲哚衍生物、制备方法及其应用，所述吲哚衍生物代号为dnvi和dnvb，所述吲哚衍生物包含以下其中之一的结构：

2、

3、本发明还提供所述吲哚衍生物dnvi与dnvb的制备方法为：

4、

5、s1成盐反应：将原料1与碘乙醇加入溶剂中，升温反应5小时得到中间体1；

6、s2脑文格反应：将中间体1与6-(二甲基氨基)-2-萘醛加入到溶剂中，升温反应6小时，降温析晶、过滤、重结晶得到探针dnvi或dnvb。

7、s1成盐反应中，所述的原料1与碘乙醇的摩尔比为1.0:1.5-2.0；所述溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、乙腈、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷中的一种，优选为乙醇和乙二醇；所述反应温度为80-120℃，优选为100℃；

8、s2脑文格反应中，所述的将中间体1与6-(二甲基氨基)-2-萘醛的摩尔比为1.0:1.0；所述催化剂为哌啶、哌嗪、吗啉、n-甲基吗啉、四氢吡咯中的一种，优选为哌嗪，加入量为中间体1摩尔量的5％；所述溶剂为乙醇、1,4-二氧六环、乙二醇中的一种，优选为乙醇；所述反应温度为80-120℃；所述重结晶溶剂为甲醇。

9、本发明的另一个目的是提供了采用吲哚衍生物dnvi与dnvb在作为荧光探针的用途，所述荧光探针可以用于细胞内脂滴成像，也可以用于细胞内溶酶体成像，还可在细胞内用于脂滴和溶酶体的双色成像。

10、与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：

11、(1)本发明基于ph响应的可逆分子内环化反应机理，提供了两种独特的吲哚衍生物，分别对双发射色溶酶体和脂滴进行成像。

12、(2)通过可逆分子内环化反应和ict机理的结合，两种新颖的探针实现了双发射色溶酶体和脂滴的单独可视化，具有超大光谱差(290nm)。

13、(3)通过本发明的荧光探针，揭示了两种高脂肪条件下脂滴和溶酶体量的不同调控，成功监测了脂滴与溶酶体之间的动态相互作用，并成功揭示了自噬过程中溶酶体ph和脂滴量的独特变化。

14、(4)本发明所得荧光探针，检测敏感，响应迅速，光稳定性强并且定位准确。

技术特征：

1.一种吲哚衍生物，其特征在于，所述吲哚衍生物包含以下其中之一的结构：

2.一种权利要求1所述吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：

3.根据权利要求2中所述的吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，s1成盐反应中，所述的原料1与碘乙醇的摩尔比为1.0:1.5-2.0；所述溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、乙腈、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷中的一种；所述反应温度为80-120℃。

4.根据权利要求2中所述的吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，s2脑文格反应中，所述的将中间体1与6-(二甲基氨基)-2-萘醛的摩尔比为1.0:1.0；所述催化剂为哌啶、哌嗪、吗啉、n-甲基吗啉、四氢吡咯中的一种，加入量为中间体1摩尔量的5％；所述溶剂为乙醇、1,4-二氧六环、乙二醇中的一种；所述反应温度为80-120℃；所述重结晶溶剂为甲醇。

5.根据权利要求1所述的吲哚衍生物，其特征在于，所述吲哚衍生物用于细胞成像。

6.根据权利要求1所述的吲哚衍生物，其特征在于，所述吲哚衍生物用于细胞内标记脂滴成像。

7.根据权利要求1所述的吲哚衍生物，其特征在于，所述吲哚衍生物用于细胞内标记溶酶体成像。

8.根据权利要求1所述的吲哚衍生物，其特征在于，所述吲哚衍生物用于细胞内标记脂滴和溶酶体双色成像。

技术总结
本发明提供了一种双色区分标记脂滴和溶酶体的吲哚衍生物、制备方法及其应用，该吲哚衍生物由萘部分和吲哚部分共同组建构成，该吲哚衍生物可用于制备荧光探针，该荧光探针是基于pH响应的可逆分子内环化反应机理设计而成，可以在双发射通道中双色区分标记细胞内的脂滴和溶酶体。本发明的吲哚衍生物构成的荧光探针光谱差异高达290nm，在两个发射通道之间区分细胞器可以互不干扰，为促进细胞器相互作用的研究提供了一种重要的分子工具。

技术研发人员：张启龙,田明刚,许坤,田玉花,王红磊,汪崇文,张元鹤,孙培培,耿新
受保护的技术使用者：济南德信佳生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13