技术领域
本发明涉及荧光染料,具体地讲,本发明涉及适合用于生物样品 染色的不对称菁类荧光染料,包含所述荧光染料的组合物及其在生物 样品染色中的用途。
背景技术
荧光分析技术由于激光、微处理机和电子学等一些新的科学技术 的引入和飞速发展,极大地推动了荧光分析的广泛应用。尤其近年来 以荧光染料为标识剂的生物芯片的出现,使该技术在细胞免疫学、微 生物学、分子生物学、分子遗传学、病理学、临床检验学、植物学等 方面具有广阔的应用前景。荧光染料的开发是发展荧光分析技术的具 有决定性作用的因素。
早期应用的染料包括新亚甲蓝(NMB)、亮甲苯蓝(BCB)、派 诺宁Y、溴乙锭等。它们通过嵌入或静电吸引与核酸分子形成复合物, 从而可以在显微镜下观察增强后的荧光。但是这些染料自身也可以形 成染料复合物,不能明显区别于染料与核酸形成的复合物,造成高的 荧光背景干扰。同时,这些染料的荧光量子效率较低,降低了荧光增 强的程度,影响检测结果的准确性。
吖啶橙也应用在荧光分析中,可以和核酸形成复合物,使荧光增 强。这类染料分子相互之间在能量传递的过程中可能会导致光淬灭, 使得染料核酸复合物没有荧光发出,影响检测结果真实性。同时在流 式细胞分析仪中,吖啶橙和塑料管路有较强的作用,会增加背景荧光 强度。为了清除测试后残留的染料和保证测试结果的准确性,需要仪 器进行长时间的管路清洗,这就降低了仪器的分析效率。
美国专利4957870提出了一类噻唑蓝染料用于检测核酸和血液中 的网织红细胞。该类染料使用的激发波长在488nm,需要使用价格高 昂的激光器做光源,增加了仪器的使用成本。同时,这类染料需要较 长的孵育时间,才能和核酸较好的结合。
美国专利5994138公开了一种用于血液中网织红细胞染色的染 料,它需要在35℃以上的反应条件下才能得到良好的检测结果,对仪 器的使用条件提出了较高的要求。
目前使用的菁类荧光染料,如TOTAB、TOTIN、TO-PRO-3、 PO-PRO-2和BO-PRO-2等[K.M.Sovenyhazy,J.A.Bordelon,J.T.Petty. NucleicAcidsRes,2003,31,2561],它们的吸收和发射都在近红外区 (670-1000nm),但这类染料的分子结构比较复杂,合成路线较长,收 率较低,因而价格高,限制了其使用范围。
因此,需要开发新的荧光染料,该荧光染料优选具有以下性质: 无核酸时染料自身不发荧光,与核酸形成复合物后时具有良好的荧光 量子产率,光谱在近红外区,避免背景荧光的干扰;可以在633nm附 近被激发,从而可以使用价格低廉的激光器作为激发光源;具有一定 水平的水溶性,同时具有一定的穿过细胞膜的能力。
发明内容
本发明的上述种种目的通过提供本发明化合物而得以实现。因 此,本发明一方面提供了一种具有以下通式I结构的化合物:
其中
n为1、2或3;
X为C(CH3)2、O、S或Se;
R1和R2各自独立选自H、OH、C1-18烷基、C1-6烷基OR5、C1-18烷基磺酸基、苯基或卤素;
R3、R4各自独立选自C1-18烷基COOR6、C1-18烷基OR6、苄基, 其中苄基由选自以下的取代基任选取代:卤素、羟基、巯基、氰基、 硝基、烷基、芳基、烷氧基、杂环基、卤代烷基、氨基、烷基氨基、 酰氨基、羧基,条件是R3和R4不同时为苄基;且R3为苄基时R4不 为C1-18烷基OR6;
R5为C1-18烷基或者H;
R6为C1-18烷基、H或者苯基,其中苯基由选自以下的取代基任 选取代:卤素、羟基、巯基、氰基、硝基、烷基、芳基、烷氧基、杂 环基、卤代烷基、氨基、烷基氨基、酰氨基、羧基;
Y-为负离子。
本发明还一方面提供一种缀合物,所述缀合物包含上述式I化合 物。
本发明另一个方面还提供用于生物样品染色的组合物,所述组合 物包含上述式I化合物或其缀合物。
本发明再一方面还提供了本发明式I化合物或其缀合物或组合物 在对生物样品进行染色中的用途。
本发明的化合物、缀合物或组合物对生物样品如核酸、白细胞、 有核红细胞、网织红细胞等具有良好的染色作用,其形成的复合物发 射波长在近红外区,避免了生物自身的荧光背景干扰,有助于提高检 测结果的精确度,同时可在流式细胞分析仪上用作各种生物样品的染 色剂。
本发明的这些特征和优点以及其他特征和优点在参考以下附图 和本发明的具体实施方式之后将变得显而易见。
附图说明
图1是Dye-1与含不同浓度鲑鱼精DNA结合后在磷酸盐缓冲液 (PBS)中的荧光发射光谱。
图2是Dye-1在PBS中与鲑鱼精DNA结合前后的荧光发射光谱。
图3是Dye-1与含不同浓度甲鱼肝RNA结合后在磷酸盐缓冲液 (PBS)中的荧光发射光谱。
图4是Dye-1在PBS中与甲鱼肝RNA结合前后的荧光发射光谱。
图5是Dye-2与含不同浓度鲑鱼精DNA结合后在磷酸盐缓冲液 (PBS)中的荧光发射光谱。
图6是Dye-2与含不同浓度甲鱼肝RNA结合后在磷酸盐缓冲液 (PBS)中的荧光发射光谱。
图7是Dye-2在PBS中与鲑鱼精DNA结合前后的荧光发射光谱。
图8是Dye-2在PBS中与甲鱼肝RNA结合前后的荧光发射光谱。
图9是Dye-3在PBS中与鲑鱼精DNA结合前后的荧光发射光谱。
图10是Dye-3在PBS中与甲鱼肝RNA结合前后的荧光发射光 谱。
图11是Dye-0,Dye-1和Dye-2在PBS中与甲鱼肝RNA结合后 的荧光发射光谱对比。
具体实施方式
定义
除另有说明外,本文中使用的术语具有以下含义。
本文中使用的术语“烷基”,无论是单独使用还是与其他基团结 合使用,指包含1-18、优选1-12、更优选1-8、最优选1-6个碳原子 的直链烷基和支链烷基。如提及单个烷基如“正丙基”,则只特指直 链烷基,如提及单个支链烷基如“异丙基”,则只特指支链烷基。例 如,“C1-6烷基”包括C1-4烷基、C1-3烷基、甲基、乙基、正丙基、异 丙基和叔丁基。类似的规则也适用于本说明书中使用的其它基团。
本文中使用的术语“烷氧基”是指与基团-O-结合的上述定义的 “烷基”,其中所述“烷基”包含1-18、优选1-12、更优选1-8、最 优选1-6个碳原子,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
本文中使用的术语“卤素”包括氟、氯、溴和碘。
本文中使用的术语“苄基”是指-CH2-Ph基团。当用“任选取代” 修饰苄基时,指该苄基可以未取代的形式存在,或者可被合适的取代 基在任何合适的位置取代。合适的取代基包括但不限于卤素、羟基、 巯基、氰基、硝基、烷基、芳基、烷氧基、杂环基、卤代烷基、氨基、 烷基氨基、酰氨基、羧基等,只要最终形成的化合物具有本发明期望 的性质。优选苄基由卤素、羟基、巯基、氰基、硝基或氨基任选取代。
本文中使用的术语“杂环基”是指包含3-14、优选3-10、更优选 3-6个环成员并包含一个或多个选自氮、氧和硫的杂原子的单环或稠 环体系。
本文中使用的术语“生物样品”包括但不限于核酸、血液中的白 细胞、有核红细胞、网织红细胞等。
本发明的化合物
本发明提供了一种具有以下通式I结构的化合物:
其中
n为1、2或3;
X为C(CH3)2、O、S或Se;
R1和R2各自独立选自H、OH、C1-18烷基、C1-6烷基OR5、C1-18烷基磺酸基、苯基或卤素;
R3、R4各自独立选自C1-18烷基COOR6、C1-18烷基OR6、苄基, 其中苄基由选自以下的取代基任选取代:卤素、羟基、巯基、氰基、 硝基、烷基、芳基、烷氧基、杂环基、卤代烷基、氨基、烷基氨基、 酰氨基、羧基,条件是R3和R4不同时为苄基,且R3为苄基时R4不 为C1-18烷基OR6;;
R5为C1-18烷基或者H;
R6为C1-18烷基、H或者苯基,其中苯基由选自以下的取代基任 选取代:卤素、羟基、巯基、氰基、硝基、烷基、芳基、烷氧基、杂 环基、卤代烷基、氨基、烷基氨基、酰氨基、羧基;
Y-为负离子。
优选n为1或2,更优选n为1。
优选X为C(CH3)2、O或S;更优选X为C(CH3)2或S;最优选X 为S。
优选R1和R2各自独立选自H或C1-18烷基;更优选R1和R2各自 独立选自H或C1-6烷基;最优选R1和R2均为H。
优选R3和R4各自独立选自C1-8烷基COOR6、C1-8烷基OR6、苄 基,所述苄基由卤素、羟基、巯基、氰基、硝基或氨基任选取代;更 优选R3和R4各自独立选自C1-6烷基COOR6、C1-6烷基OR6、苄基, 所述苄基由卤素、羟基、巯基、氰基、硝基或氨基任选取代。
优选R5为H或C1-12烷基,更优选R5为H或C1-6烷基。
优选R6为C1-6烷基或者苯基,所述苯基由卤素、羟基、巯基、 氰基、硝基、烷基、芳基、烷氧基、杂环基、卤代烷基、氨基、烷基 氨基、酰氨基、羧基任选取代。
Y-表示负离子,其可为任何合适的负离子,包括但不限于无机负 离子或有机负离子,例如卤素离子、ClO4-、PF6-、CF3SO3-、BF4-、乙 酸根或对甲苯磺酸根负离子。
本发明化合物可作为本文中所述的盐形式直接用于生物样品的 染色。或者,在一个实施方案中,本发明化合物可作为式I化合物的 衍生物的形式使用,所述衍生物包括但不限于缀合物。
典型地,缀合物在荧光激活细胞分选仪(FACS)中使用。本文中使 用的“缀合物”是指本发明荧光染料通过共价键与其它分子连接而形 成的化合物。可与本发明荧光染料缀合的分子可为与细胞或细胞成分 特异性结合的分子,包括但不限于抗体、抗原、受体、配体、酶、底 物、辅酶等。通常,测试样品与荧光缀合物温育一段时间,使得该荧 光缀合物与测试样品中的某些细胞或细胞成分特异性结合,该荧光缀 合物与细胞或细胞成分的结合也可被称为染色。该染色步骤可依次进 行多次,或用多种缀合物同时进行多种染色。染色完成后,样品在荧 光激活细胞分选仪中进行分析,其中激发光源激发缀合物中的本发明 荧光染料,而测定装置测定由激发的荧光染料产生的发射光。
或者,在另一个实施方案中,该荧光缀合物还可用于固相免疫测 试,例如夹心型免疫测试。固相免疫测试的技术是本领域公知的,可 由标准教科书获得。本发明的荧光缀合物可用作固相免疫测试中的各 种合适成分。
本发明的化合物的制备方法
本发明化合物可通过本领域熟知的通用方法合成得到,参见例如 同属于本申请人的同时待审的中国专利申请CN200710137258.6。所述 专利申请通过引用结合到本文中来。具体地讲,本发明的不对称菁类 荧光染料的一般通过以下流程合成:首先由未取代或取代的2-甲基苯 并噻唑、2-甲基苯并唑或2,3,3-三甲基-3H-吲哚啉等原料开始,使其 与式R3X(X为F、Cl、Br或I)的卤化物反应,两者的摩尔比为1:1-2, 在甲苯中回流12-36小时,可制得季铵盐中间体II:
其中X、R1、R3和Y-如式I化合物中所述定义;
然后,将制得的季铵盐中间体II与连接分子缩合,可得到式III 化合物:
其中X、n、R1、R3和Y-如式I化合物中所述定义,连接分子可 为N,N’-二苯基甲脒或其高级同系物;
通过与制备式II化合物类似的方法得到取代或未取代的4-甲基 喹啉季铵盐中间体,最后将其与式III化合物在吡啶或醋酐的作用下 回流,即可得到本发明的不对称菁类荧光染料。所得荧光染料可通过 本领域公知的分离和纯化技术回收,以达到需要的纯度。
本发明中使用的各种原料均可市售获得,或者可通过本领域技术 人员公知的方法或现有技术中公开的方法由本领域公知的原料简单 地制备得到。
应认识到,本发明化合物中的各种环取代基有一些可在上述步骤 进行之前或刚完成后,通过标准的芳族取代反应来引入或通过常规的 官能团修饰来产生,这包括在本发明的方法步骤方面。这种反应和修 饰包括例如取代基通过芳族取代反应的引入、取代基的还原、取代基 的烷基化和取代基的氧化。用于这些过程的试剂和反应条件是化学领 域公知的。芳族取代反应的具体实例包括用浓硝酸引入硝基,用例如 酰卤和路易斯酸(如三氯化铝)在FriedelCrafts条件下引入酰基,用烷 基卤和路易斯酸(如三氯化铝)在FriedelCrafts条件下引入烷基,和引 入卤素基团。修饰的具体实例包括通过例如用镍催化剂进行催化氢化 或者用铁在盐酸存在下进行加热处理,将硝基还原成氨基;将烷硫基 氧化成烷基亚磺酰基或烷基磺酰基。
包含式I化合物的本发明荧光缀合物可通过任何本领域已知的常 规方法合成。
本发明的组合物
本发明还提供包含上述式I化合物或其缀合物的组合物,所述组 合物用于生物样品的染色。
本发明的组合物除包含式I化合物或其缀合物外,还可包含生物 样品染色所需要的其它组分,例如溶剂、渗透压调节剂、pH调节剂、 表面活性剂等。本发明的组合物可作为水溶液形式存在,或者可作为 临用前用水配制为溶液的其它合适形式存在。
本发明化合物或组合物的应用
本发明还提供使用上述式I化合物或包含式I化合物的组合物以 染色生物样品的方法,该方法包括使上述式I化合物或其缀合物或包 含式I化合物的组合物与生物样品接触的步骤。本文中使用的术语“接 触”可包括在溶液或固相中接触。
特点
由以上描述以及本领域技术人员公知的常识,可了解本发明荧光 染料的各种优点,包括但不限于以下:
(1)本发明提供的化合物对DNA有良好的染色作用,形成染料 /DNA复合物后荧光发射强度较染料自身荧光有40~100倍提高。
(2)本发明提供的化合物对RNA亦有良好的染色作用,形成染 料/RNA复合物后荧光发射强度较染料自身荧光有20~40倍左右的提 高。
(3)染料/核酸复合物发射波长在640nm-900nm的近红外区, 避免了生物自身的荧光背景干扰,有助于提高检测结果的精确度。
(4)本发明提供的化合物可在流式细胞分析仪上用做血液中网 织红细胞、白细胞、有核红细胞的染色剂。
(5)本发明提供的化合物和核酸结合后可以用红色半导体激光 器发射的633nm波长光激发,从而有助于降低仪器价格。
实施例
以下通过具体实施例对本发明作出详细说明,但本领域技术人员 会理解,本发明不限于此。
实施例1
Dye-1的合成
在40mL甲醇与20mL乙醇的混合溶液中,将10mmol1-己酸乙 酯基-2-甲基苯并噻唑溴季铵盐与30mmolN,N’-二苯基甲脒于65℃油 浴上加热搅拌6小时。反应结束后减压蒸除溶剂,然后加入一定量的 乙醚搅拌析出橙色固体粉末,过滤,干燥。将粗产物用乙酸乙酯-己 烷重结晶,得到橘红色固体产物,收率42%。取4.0mmol该反应产物, 向其中加入1-苄基-4-甲基喹啉季铵盐4.2mmol及吡啶10ml,90℃油 浴上加热搅拌1.5小时。冷却至室温后将反应液倒入乙醚中,析出暗 紫红色固体物,过滤,干燥。染料通过硅胶柱分离,用洗脱液二氯甲 烷:甲醇=100:10梯度洗脱,收集蓝色组分,在45℃条件下真空干燥箱 中干燥24小时,得到标题化合物,收率53%。
MS(EI)C34H35BrN2O2Sm/z:535.2[M-Br]+。
实施例2
Dye-2的合成
在40mL甲醇与20mL乙醇的混合溶液中,将10mmol1-(2-羟基 乙基)-2-甲基苯并噻唑溴季铵盐与30mmolN,N’-二苯基甲脒于65℃ 油浴上加热搅拌6小时。反应结束后减压蒸除溶剂,然后加入一定量 的乙醚搅拌析出橙色固体粉末,过滤,干燥。将粗产物用乙酸乙酯- 己烷重结晶,得到橘红色固体产物,收率41%。取4.0mmol该反应产 物,向其中加入1-(丁酸乙酯基)-4-甲基喹啉季铵盐4.5mmol及吡啶 10ml,90℃油浴上加热搅拌1.5小时。冷却至室温后将反应液倒入乙 醚中,析出紫红色固体物,过滤,干燥。染料通过硅胶柱分离,用洗 脱液二氯甲烷:甲醇=100:18梯度洗脱,收集蓝色组分,在45℃条件下 真空干燥箱中干燥24小时,得到标题化合物,收率49%。
MS(EI)C27H29BrN2O3S:m/z:461.2[M-Br]+。
实施例3
Dye-3的制备
在40mL甲醇与20mL乙醇的混合溶液中,将10mmol1-(2-苯氧 乙基)-2-甲基苯并噻唑溴季铵盐与30mmolN,N’-二苯基甲脒于65℃ 油浴上加热搅拌5小时。反应结束后减压蒸除溶剂,然后加入一定量 的乙醚搅拌析出橙色固体粉末,过滤,干燥。将粗产物用乙酸乙酯- 己烷重结晶,得到橘红色固体产物,收率47%。取4.0mmol该反应产 物,向其中加入1-(2-羟基)-乙基-4-甲基喹啉季铵盐4.2mmol及吡 啶10ml,90℃油浴上加热搅拌1.5小时。冷却至室温后将反应液倒入 乙醚中,析出紫红色固体物,过滤,干燥。染料通过硅胶柱分离,用 洗脱液二氯甲烷:甲醇=100:15,收集蓝色组分,在45℃条件下真空干 燥箱中干燥24小时,得到标题化合物,收率40%。
MS(EI)C29H27BrN2O2Sm/z:467.2[M-Br]+。
实施例4
Dye-4的制备
在40mL甲醇与20mL乙醇的混合溶液中,将10mmol1-丁酸乙 酯基-2-甲基苯并噻唑溴季铵盐与30mmolN,N’-二苯基甲脒于65℃油 浴上加热搅拌6小时。反应结束后减压蒸除溶剂,然后加入一定量的 乙醚搅拌析出橙色固体粉末,过滤,干燥。将粗产物用乙酸乙酯-己 烷重结晶,得到橘红色固体产物,收率40%。取4.0mmol该反应产物, 向其中加入1-(4-甲氧基苯基)-4-甲基喹啉季铵盐4.2mmol及吡啶 10ml,90℃油浴上加热搅拌1.5小时。冷却至室温后将反应液倒入乙 醚中,析出紫红色固体物,过滤,干燥。染料通过硅胶柱分离,用洗 脱液二氯甲烷:甲醇=100:8梯度洗脱,收集蓝色组分,在45℃条件下 真空干燥箱中干燥24小时,得到标题化合物,收率61%。
MS(EI)C33H33BrN2O3Sm/z:537.2[M-Br]+。
实施例5
Dye-5的制备
在40mL甲醇与20mL乙醇的混合溶液中,将10mmol1-丁酸乙 酯基-2-甲基苯并噻唑溴季铵盐与30mmolN,N’-二苯基甲脒于65℃油 浴上加热搅拌6小时。反应结束后减压蒸除溶剂,然后加入一定量的 乙醚搅拌析出橙色固体粉末,过滤,干燥。将粗产物用乙酸乙酯-己 烷重结晶,得到橘红色固体产物,收率40%。取4.0mmol该反应产物, 向其中加入1-(4-氟苯基)-4-甲基喹啉季铵盐4.2mmol及吡啶10ml, 90℃油浴上加热搅拌1.5小时。冷却至室温后将反应液倒入乙醚中, 析出紫红色固体物,过滤,干燥。染料通过硅胶柱分离,用洗脱液二 氯甲烷:甲醇=100:8梯度洗脱,收集蓝色组分,在45℃条件下真空干 燥箱中干燥24小时,得到标题化合物,收率49%。
MS(EI)C32H30BrFN2O2Sm/z:525.2[M-Br]+。
实施例6
Dye-6的制备
在40mL甲醇与20mL乙醇的混合溶液中,将10mmol1-丁酸乙 酯基-2-甲基苯并噻唑溴季铵盐与30mmolN,N’-二苯基甲脒于65℃油 浴上加热搅拌6小时。反应结束后减压蒸除溶剂,然后加入一定量的 乙醚搅拌析出橙色固体粉末,过滤,干燥。将粗产物用乙酸乙酯-己 烷重结晶,得到橘红色固体产物,收率40%。取4.0mmol该反应产物, 向其中加入1-(2-羟基)-乙基-4-甲基喹啉季铵盐4.2mmol及吡啶10ml, 90℃油浴上加热搅拌1.5小时。冷却至室温后将反应液倒入乙醚中, 析出紫红色固体物,过滤,干燥。染料通过硅胶柱分离,用洗脱液二 氯甲烷:甲醇=100:14梯度洗脱,收集蓝色组分,在45℃条件下真空干 燥箱中干燥24小时,得到标题化合物,收率43%。
MS(EI)C27H29N2O3Sm/z:461.2[M-Br]+。
实施例7
Dye-7的制备
在40mL甲醇与20mL乙醇的混合溶液中,将10mmol1-(2-苯氧 乙基)-2-甲基苯并噻唑溴季铵盐与30mmolN,N’-二苯基甲脒于65℃ 油浴上加热搅拌5小时。反应结束后减压蒸除溶剂,然后加入一定量 的乙醚搅拌析出橙色固体粉末,过滤,干燥。将粗产物用乙酸乙酯- 己烷重结晶,得到橘红色固体产物,收率47%。取4.0mmol该反应产 物,向其中加入1-苄基-4-甲基喹啉季铵盐4.2mmol及吡啶10ml,90℃ 油浴上加热搅拌1.5小时。冷却至室温后将反应液倒入乙醚中,析出 暗紫红色固体物,过滤,干燥。染料通过硅胶柱分离,用洗脱液二氯 甲烷:甲醇=100:10梯度洗脱,收集蓝色组分,在45℃条件下真空干燥 箱中干燥24小时,得到标题化合物,收率46%。
MS(EI)C34H29BrN2OSm/z:513.2[M-Br]+。
实施例8
Dye-8的制备
在40mL甲醇与20mL乙醇的混合溶液中,将10mmol1-(2-苯氧 乙基)-2-甲基苯并噻唑溴季铵盐与30mmolN,N’-二苯基甲脒于65℃ 油浴上加热搅拌5小时。反应结束后减压蒸除溶剂,然后加入一定量 的乙醚搅拌析出橙色固体粉末,过滤,干燥。将粗产物用乙酸乙酯- 己烷重结晶,得到橘红色固体产物,收率47%。取4.0mmol该反应产 物,向其中加入1-(4-甲氧基苯基)-乙基-4-甲基喹啉季铵盐4.5mmol 及吡啶10ml,90℃油浴上加热搅拌1.5小时。冷却至室温后将反应液 倒入乙醚中,析出紫红色固体物,过滤,干燥。染料通过硅胶柱分离, 用洗脱液二氯甲烷:甲醇=100:7梯度洗脱,收集蓝色组分,在45℃条 件下真空干燥箱中干燥24小时,得到标题化合物,收率51%。
MS(EI)C35H31BrN2O2Sm/z:543.2[M-Br]+。
实施例9
Dye-9的制备
在20ml溶剂(醋酸:醋酸酐=1:1)中,将8mmol1-(2苯氧乙基) -2-甲基苯并噻唑季铵盐与10mmol丙二醛双苯基亚胺盐酸盐加热到 120℃,反应1小时后,冷却,加入乙醚析出固体。过滤,用30mL乙 酸乙酯冲洗3次,除去未反应的过量的缩合剂。干燥,得棕黄色粉末, 粗收率68%。取4.0mmol该反应产物,向其中加入1-(2-羟基)-乙基-4- 甲基喹啉季铵盐6mmol及吡啶10ml,110℃油浴上加热搅拌1小时。 将反应液冷却后倒入乙醚中,析出暗紫色小颗粒,过滤,干燥。染料 通过硅胶柱分离,用洗脱液二氯甲烷:甲醇=100:15梯度洗脱,收集蓝 色组分,在45℃条件下真空干燥箱中干燥24小时,得到标题化合物, 收率43%。
MS(EI)C31H29BrN2O2S:m/z:493.2[M-Br]+。
实施例10
Dye-1在含不同浓度DNA的磷酸盐缓冲液(PBS)中荧光强度的测定:
精确称取一定量的Dye-1充分溶解在2.5mL甲醇/乙二醇(体积比 例50:50)中,配制成浓度为5mM的染料溶液,过滤后使用。分别称 取一定量的鲑鱼精DNA,溶解在PBS缓冲液中,得到10mg/mL、 3mg/mL、1mg/mL、0.3mg/mL、0.1mg/mL的DNAPBS缓冲液。准 确量取2μL已经配制好的5mM染料,称取不同浓度的DNAPBS缓冲 液1μL分别加入到1mLPBS缓冲液中进行结合,反应一定时间后, 选定激发波长633nm,测定该复合物的发射光谱。测试温度为室温;所 用仪器为荧光分光光度计,型号:FL-4500。结果如附图1所示。从 图中可以看出,随着DNA浓度的增加,染料/DNA复合物的荧光发 射强度迅速增加。
图2为Dye-1在PBS中与DNA结合前后的相对荧光对比。从图 中可以看出,Dye-1的PBS溶液几乎没有荧光产生,和DNA形成复 合物后荧光强度迅速增强,最大激发峰在654nm左右,处于近红外 区,可以避免生物自身的荧光背景干扰。
实施例11
Dye-1在含不同浓度RNA的PBS中荧光强度的测定:
精确称取一定量的Dye-1充分溶解在2.5mL甲醇/乙二醇(体积比 例50:50)中,配制成浓度为5mM的染料溶液,过滤后使用。分别称 取一定量的新鲜提取的甲鱼肝RNA,溶解在PBS缓冲液中,得到得 到100μg/mL、30μg/mL、10μg/mL、3μg/mL、1μg/mL的RNAPBS 缓冲液。准确量取2μL已经配制好的5mM染料,称取不同浓度的RNA PBS缓冲液1μL分别加入到1mLPBS缓冲液中进行结合,反应一定 时间后,选定激发波长633nm,测定该复合物的发射光谱。测试温度为 室温;所用仪器为荧光分光光度计,型号:FL-4500。结果如附图3 所示。从图中可以看出,随着RNA浓度的增加,染料/RNA复合物 的荧光发射强度同样迅速增加。
图4为Dye-1在PBS中与RNA结合前后的相对荧光对比。从图 中也可以看出,Dye-1和RNA形成复合物后荧光强度迅速增强,并且 产生了一定程度的红移,最大激发峰在655nm左右,处于近红外区, 在仪器检测中可避免生物自身的荧光背景干扰,因此可以提高检测的 精确度。
实施例12
Dye-2在含不同浓度DNA/RNA的PBS中荧光强度的测定:
测定方法与实施例10和11同。Dye-2与不同浓度DNA/RNA形 成复合物的荧光光谱为附图5和6。Dye-2与DNA/RNA在PBS中结 合前后的荧光对比分别如附图7和8所示。从图中可以看出,染料自 身几乎不产生荧光,而随着核酸的加入,与染料结合后荧光强度同样 迅速增加,最大激发峰都超过了650nm。
实施例13
Dye-3在含不同浓度DNA/RNA的PBS中荧光强度的测定:
测定方法与实施例10和11同。Dye-3与DNA/RNA在PBS中结 合前后的荧光对比分别如附图9和10所示。从图中可以看出,染料 自身在PBS溶液中产生的荧光很弱,与DNA/RNA结合后荧光强度增 加明显,最大激发峰都超过了650nm。
表1比较了Dye-1、Dye-2和Dye-3与鲑鱼精DNA在PBS中结 合前后的荧光增强比例。
表1
表2比较了Dye-1、Dye-2和Dye-3甲鱼肝RNA在PBS中结合 前后的荧光增强比例。
表2
实施例14
Dye-0在RNA的PBS中荧光强度的测定:
为了说明本发明的化合物对荧光染料性能的优化改进,选择具有 如下结构的已知化合物Dye-0作为参照(JournaloftheAmerican ChemicalSocitey(1945)67,18889-93):
测定方法与实施例10相同。Dye-1和Dye-2与Dye-0以相同的 浓度和甲鱼肝RNA结合后的荧光光谱如图11所示。从图中可以清晰 地看出,Dye-1和RNA结合后荧光强度增加幅度最大,Dye-2与RNA 结合后的荧光强度也有明显增加,并且大于Dye-0与RNA结合后的 增加幅度,说明在和核酸的结合能力上,Dye-1和Dye-2要优于Dye-0。
实施例15
Dye-1、Dye-2、Dye-3和Dye-0在乙醇中的荧光量子产率的测定:
配置一定浓度的化合物Dye-1、Dye-2、Dye-3和Dye-0的乙醇溶 液,满足经紫外可见分光光度计测定最大吸收值<0.1。分别选定激发 波长测定荧光强度。每种染料均平行测定三次,算出荧光量子产率, 取平均值,在室温下进行测定。以罗丹明B作为标准物(ΦF=0.97,乙 醇)计算,在乙醇溶液中已知化合物M的荧光量子产率ΦF=1.099× 10-2;Dye-1的荧光量子产率ΦF=1.590×10-2;Dye-2的荧光量子产率 ΦF=1.248×10-2;Dye-3的荧光量子产率ΦF=1.181×10-2;。所用仪 器为紫外可见分光光度计,型号:Lambda35;荧光分光光度计,型 号:FL-4500。
数据显示,本发明化合物相对已知化合物,显示出较高的荧光量 子产率。
已通过上述各实施方案和具体实施例对本发明作出说明,但本领 域技术人员会理解,在不偏离本发明宗旨和范围的情况下,可对本发 明作出各种修改、变更和替换。