一种β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物及合成方法和用途
阅读说明：本技术 一种β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物及合成方法和用途 (Beta-diketone/diamino phenanthroline europium complex and synthesis method and application thereof ) 是由 田玉鹏 徐忠伟 王飞 苏文卿 张琼 李丹丹 李胜利 吴杰颖 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物及合成方法和用途,其中β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物简记为Eu(TTA)-(3)·PN,其结构式如下所示：本发明β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物具有良好多光子吸收性质,可用于识别检测RNA和靶向溶酶体的荧光探针。(The invention discloses a beta-diketone/diamino phenanthroline europium complex and a synthesis method and application thereof, wherein the beta-diketone/diamino phenanthroline europium complex is abbreviated as Eu (TTA) 3 PN, the formula of which is shown below: the beta-diketone/diamino phenanthroline europium complex has good multi-photon absorption property, and can be used for identifying and detecting RNA and a fluorescent probe for targeting lysosome.)
技术领域
本发明涉及一种β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物及合成方法和用途。
背景技术
核糖核酸(RibonucleicAcid，RNA)普遍存在于生物体细胞中，主要的生理功能为遗传信息载体。RNA以rRNA、mRNA和microRNA的形式在细胞中发挥着不同的功能。这些RNA种类在其序列、丰度和功能上有显著差异。由于RNA的功能是由其序列决定的，因此需要特定的荧光探针来特异性检测RNA，如基因表达和发育生物学等。利用荧光探针准确检测生物体中细胞的RNA，在疾病诊断和治疗方面具有明显的实用价值。目前研究较多的RNA荧光探针主要集中在有机小分子，该类探针存在毒性较大、自荧光干扰和光稳定性差等缺点，限制了它们的临床应用。
溶酶体是细胞内废物处理的主要场所，内含有多种酸性分解酶，主要生理功能为消化和清除内吞和内源性胞内物质。研究表明溶酶体功能障碍可引起细胞组织及器官功能障碍的一系列遗传代谢病，如戈谢病、黏多糖贮积症等。因此，关于溶酶体的生物学研究日益受到人们的重视。
申请人对本申请的主题进行了如下的文献检索：
1、xueshu.baidu.com网检索结果：(2021/7/7)
2、中国知网检索结果：
检索方式一：
篇名-具有RNA识别和溶酶体靶向功能的多光子吸收铕配合物：无相关文献。
篇名-一种具有RNA识别和溶酶体靶向功能的多光子吸收铕配合物及制备方法：无相关文献。
检索方式二：
全文-具有RNA识别和溶酶体靶向功能的多光子吸收铕配合物：无相关文献。
全文-一种具有RNA识别功能的多光子吸收铕配合物及制备方法：无相关文献。
发明内容
本发明旨在提供一种β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物及合成方法和用途。
稀土离子(LnIII)作为生物荧光探针具有发射带窄，Stokes位移大，抗光漂白能力强及荧光寿命长等优点，作为生物成像材料被研究者广泛研究及开发应用。而多光子吸收材料是一种低能量激发，高能量发射的发光材料，具有对细胞和生物组织穿透力强，光损伤小和自荧光干扰弱等优点，在生物医学领域具有重要的应用价值。基于以上考虑，本发明设计合成了铕配合物荧光探针，原料易得，合成简单，可特异性识别RNA和靶向细胞器溶酶体，并且具有毒性小、非线性光学活性高的优点。
本发明β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物，简记为Eu(TTA)3·PN，其结构式如下所示：
本发明β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物的合成方法，包括如下步骤：
称取0.25g(0.50mmol)的Eu(TTA)3·2H2O，置于100mL烧瓶中，适量CHCl3溶解，向反应液中加入用适量CHCl3溶解的0.50mol配体PN溶液，加热回流反应12h，冷却静置，有淡黄色固体析出，抽滤，洗涤，干燥。获得配合物Eu(TTA)3·PN 0.26g。产率：86％。
合成路线如下所示：
本发明β-双酮/双氨基邻菲啰啉铕配合物的用途，是用于制备荧光探针材料；所述荧光探针能够特异性识别RNA并靶向细胞器溶酶体。
本发明的有益效果体现在：
1、Eu(TTA)3·PN在750nm光的激发下，具有大的双光子吸收截面(42.9GM)，在1300nm光的激发下，表现出了较大的三光子吸收截面(30.2×10-82cm6s2 photon-2)，是一种具有优良非线性光学性质的多光子吸收材料，如图1所示。
2、Eu(TTA)3·PN中邻菲啰啉和氨基的引入，使铕配合物能特异性识别RNA，与RNA结合后，荧光发射强度明显增强，如图2所示。
3、亲水基团氨基(-NH2)的引入，可以降低配合物的细胞毒性。试验表明铕配合物对HepG2细胞毒性较低，浓度达到25μM时，细胞存活率仍高达80％，完全可以满足在生物学应用要求，如图3所示。
4、配合物Eu(TTA)3·PN能很好地被细胞摄取，并且靶向细胞中的溶酶体，且特异性较高，如图4所示。
5、原料易得，合成简单。不存在类似的RNA识别和溶酶体靶向荧光探针，具有较高的商业价值。
附图说明
图1(a)是Eu(TTA)3·PN配合物的有效双光子吸收截面(42.9GM)，(b)是Eu(TTA)3·PN配合物的有效三光子吸收截面(30.2×10-82cm6s2 photon-2)。表明Eu(TTA)3·PN具有优良的多光子吸收性质。
图2是向Eu(TTA)3·PN溶液中加入RNA至50mM时，发射强度增加了31倍，且溶液在365nm波长的光激发下，荧光发射变成红光。表明铕配合物对RNA的特异性识别。
图3是Eu(TTA)3·PN在5-25μM浓度范围的培养液中孵育HepG2细胞24h后的存活率。当铕配合物浓度达到25μM时，细胞存活率仍高达80％，表明铕配合物对HepG2细胞毒性较低，完全可以满足生物学应用的要求。
图4是Eu(TTA)3·PN的共定位实验。表明铕配合物可特异性靶向细胞中的溶酶体。
具体实施方式
实施例1：化合物Eu(TTA)3·PN的合成
称取0.25g(0.50mmol)的Eu(TTA)3·2H2O，置于100mL烧瓶中，适量CHCl3溶解，向反应液中加入用适量CHCl3溶解的0.50mol配体PN溶液，加热回流反应12h，冷却静置，有淡黄色固体析出，抽滤，洗涤，干燥。获得配合物Eu(TTA)3·PN 0.26g。产率：86％。1H-NMR(d6-DMSO，400MHz,ppm)δ：7.97(d,J＝27.7Hz,2H),7.62–7.14(m,6H),6.74–6.06(m,11H),4.50(s,3H),3.72(s,3H).13C-NMR(d6-DMSO,100MHz,ppm)δ：181.31,148.11,143.21,140.78,135.42,134.05,131.09,127.97,123.05,120.91,98.10,42.05.
实施例2：目标分子的生物学研究
1、MTT方法测试了Eu(TTA)3·PN的的细胞毒性，在铕配合物5-25μM浓度范围的培养液中孵育HepG2细胞24h，观察细胞存活率。Eu(TTA)3·PN对HepG2细胞毒性较低，浓度达到25μM时，细胞存活率仍高达80％，完全可以满足生物学应用的要求。
2、以HepG2细胞用作显影细胞模型，分别利用20μM的Eu(TTA)3·PN进行染色，并将待测细胞置于细胞培养箱中培养30min，用PBS溶液洗涤3次。为了确认配合物Eu(TTA)3·PN靶向细胞的部位，选择溶酶体商染Lyso-tracker deep red进行共定位显影，结果显示配合物Eu(TTA)3·PN和lysosome的着色部位和现象一致，表明配合物Eu(TTA)3·PN可以靶向细胞内的溶酶体。