一类新型咪唑并2,1-b1,2,4三氮唑-苯环串联荧光化合物及其用途

技术领域

本发明涉及荧光化合物技术领域，具体涉及一类新型咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑-苯环串联荧光化合物及其用途。

背景技术

荧光是一种光致发光的冷发光现象。荧光分子在受到光激发时，电子从基态S

在化学生物学研究和医学诊断中，荧光技术受到的关注日益增多。生物荧光成像由于其高灵敏度、实施简单、实时检测以及与生物样品的良好兼容性，已成为监测和跟踪生物系统中目标的最新颖和最强大的技术之一。各种荧光分子已被用作金属离子、酶、生物器官/组织等的选择性生物成像工具。尽管有以上提及的优点，但将荧光技术用于特定应用的可行性往往可受到适当荧光分子的可利用性的限制。因此开发快速追踪复杂生物系统中目标物的生物成像有效方法，对推进相关疾病的诊治一体化具有重要意义。

发明内容

本发明提供一类新型的咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑类荧光化合物并将其应用于荧光探针及生物成像技术的开发。

本发明主要通过以下技术方案解决上述技术问题。

[化合物]

一类通式(I)所示结构咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑-苯环串联荧光化合物荧光化合物或其药学上可接受的盐，

其中，R

R

在本发明的一种实施方式中，芳环基包括苯环或者萘环。

在本发明的一种实施方式中，杂芳环基包括吡啶基、呋喃基。

在本发明的一种实施方式中，卤素包括F、Cl、Br、I。

优选地，

在本发明的一种实施方式中，R

在本发明的一种实施方式中，R

在本发明的一种实施方式中，最优选地，咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑-苯环串联荧光化合物的具体结构为：

/>

在本发明的一种实施方式中，药学上可接受的盐包括无机盐或有机盐；其中，无机盐包括盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、高氯酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硝酸盐、磷酸盐、酸式磷酸盐；所述有机盐选自甲酸盐、乙酸盐、三氟乙酸盐、丙酸盐、丙酮酸盐、羟乙酸盐、乙二酸盐、丙二酸盐、丁二酸盐、戊二酸盐、富马酸盐、马来酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、乙磺酸盐、苯磺酸盐、水杨酸盐、对甲苯磺酸盐、抗坏血酸盐。

[合成方法]

本发明还提供了制备上述咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑类荧光化合物的方法，

具体包括以下步骤：

称取取代三氮唑溶解于无水甲醇中，依次加入取代芳基甲醛、异氰、高氯酸，室温下搅拌过夜，然后过滤，在DCM:MeOH中重结晶，得产物。

[用途]

本发明还提供了上述咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑-苯环串联荧光化合物或其药学上可接受的盐在荧光探针制备领域中的应用。

本发明还提供了上述咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑-苯环串联荧光化合物或其药学上可接受的盐在生物成像设备制备领域中的应用。

有益效果：

本发明含咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑类荧光化合物具有良好的荧光功能，最大激发波长范围是306-350nm，最大吸收波长范围是386-566nm，荧光量子产率最好的为0.86。本发明合成的荧光化合物含有活性基团水杨酸结构，可在生物领域具有一定的应用。另外，细胞毒实验表明，细胞存活率高，基本上没有表现出细胞毒性，可以在细胞成像领域提供新的技术手段，对肿瘤等恶性疾病的诊断和治疗具有重要意义。

附图说明

图1为实施例3中化合物抑制Hela细胞活性测试结果图。

图2为实施例4中化合物在Hela细胞的细胞成像测试结果图。

具体实施方式

实施例1

取100mg取代三氮唑溶解于3mL无水甲醇中，依次加入取代71mg2-氟苯甲醛、61mg叔丁基异氰、催化量的高氯酸，室温下搅拌过夜，然后过滤，收集滤渣，在DCM:MeOH中重结晶，得产物(化合物Ⅰ-2)。

核磁数据：

参照上述制备过程，相应替换底物，得到表1所示的其他咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑类荧光化合物。

表1不同咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑类荧光化合物及其表征数据结果

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实施例2

光谱实验测试

紫外吸收：称取1mg化合物，用DMSO配置成1mM浓度，移取20μL母液于比色皿中，加入180μL DMSO，把比色皿置于紫外分光光度计中，测定激发波长；另外，移取20μL母液于比色皿中，加入80μL DMSO和100μL PBS(0.01M,pH＝7.2-7.4)，把比色皿置于紫外分光光度计中，测定激发波长。

荧光发射：称取1mg化合物，用DMSO配置成1mM浓度，移取20μL母液于比色皿中，加入180μL DMSO，把比色皿置于荧光分光光度计中，选取紫外吸收实验得出的激发波长来进行测定；另外，移取20μL母液于比色皿中，加入80μL DMSO和100μL PBS(0.01M,pH＝7.2-7.4)，把比色皿置于荧光分光光度计中，选取紫外吸收实验得出的激发波长来进行测定。

实施例2所得测试结果见表2。

表2咪唑并[2,1-b][1,2,4]三氮唑类荧光化合物的光谱数据

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a:N.T代表没有测试；b:以硫酸奎宁作为标准化合物测量荧光量子产率

实施例3

化合物抑制Hela细胞活性测试

1)材料：

细胞株：Hela

试剂：含10％胎牛血清和1％青霉素/链霉素的DMEM培养基，96孔白底板；

2)过程：收集Hela细胞，离心后重悬计数。将细胞以3000个细胞/孔的密度接种于透明96孔细胞培养板中，每孔细胞悬液体积为80μL(含10％ FBS的DMEM,Gibico)，将接种细胞后的培养板置于37℃恒温培养箱平衡1h，培养条件为37℃+5％CO

3)样品处理：样品用DMSO溶解，-20℃保存，DMSO在最终体系中的浓度控制在不影响检测活性的范围之内。

实施例3所得测试结果见图1。从图中可见，化合物I-11、I-20没有表现出细胞毒性，可以在细胞成像领域提供新的技术手段。

实施例4

化合物在Hela细胞中的细胞成像测试

共聚焦显微镜。Hela细胞在处理前在玻璃培养皿上培养12小时。将20μM的化合物I-11、I-20分别和Hela细胞孵育16小时，用PBS洗涤3次，在4％多聚甲醛溶液中固定15分钟，再用PBS洗涤。使用Nikon Ti2-E+A1共聚焦显微镜获得细胞图像。

共聚焦显微镜进行细胞图像的测试结果如图2所示。从图2中可见，化合物I-20在Hela细胞显示出弱蓝色荧光和亮绿色荧光，而化合物I-11荧光明显弱于I-20。这些结果表明，I-11虽然在胞外的荧光量子收率明显高于I-20，I-11化合物的透膜性差、无法有效的进入细胞，进而无法实现有效的细胞成像；与之产生明显对比的是，化合物I-20对于细胞成像具有宽的发射范围，在HeLa细胞成像中表现出优异的性能。