專利名稱:一種標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法和試劑盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于生物檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域,具體地是涉及一種標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法和試劑盒。
背景技術(shù):
細(xì)胞是生命的基本單位,細(xì)胞的特殊性決定了個(gè)體的特殊性,因此,對(duì)細(xì)胞的深入 研究是揭開(kāi)生命奧秘、改造生命和征服疾病的關(guān)鍵。細(xì)胞的主要生命活動(dòng)包括增殖、分化、 衰老和凋亡等,細(xì)胞的這些生命活動(dòng)對(duì)生物體的生存和發(fā)展具有重要意義。細(xì)胞增殖是生 物體生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖和遺傳的基礎(chǔ);細(xì)胞分化是個(gè)體發(fā)育的一個(gè)重要階段,胚層細(xì)胞的分 化導(dǎo)致組織形成、器官發(fā)生和系統(tǒng)建成,細(xì)胞的異常分化會(huì)導(dǎo)致癌變;細(xì)胞的衰老和凋亡與 生物體衰老有著極為密切的關(guān)系。對(duì)細(xì)胞的生命活動(dòng)的研究已經(jīng)成為現(xiàn)在生物學(xué)研究的熱 點(diǎn)之一,有研究表明,細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡等生命活動(dòng)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)核酸調(diào)控,細(xì)胞內(nèi) 核酸包括脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),因此,觀察檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)核酸變化可以有效 的分析細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡狀況,進(jìn)一步可以研究整個(gè)生物體的代謝?,F(xiàn)最成熟的檢測(cè)和分析細(xì)胞內(nèi)核酸變化的方法,是核酸標(biāo)記技術(shù)檢測(cè)法,這種方 法首先將特殊標(biāo)記(如放射性標(biāo)記、化學(xué)發(fā)光標(biāo)記等)的核苷或核苷酸探針插入細(xì)胞內(nèi) 核酸,然后通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的核酸探針信號(hào)達(dá)到檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)核酸變化的目的?,F(xiàn)普遍應(yīng)用 的核苷和核苷酸探針可分為兩類,一類是同位素探針,另一類是免疫識(shí)別探針。雖然這兩類 探針已經(jīng)應(yīng)用于細(xì)胞周期研究,DNA復(fù)制以及細(xì)胞增值等研究方面,但這兩種方法都存在很 大缺陷。同位素探針由于其放射性,操作條件要求很高,不能在普通實(shí)驗(yàn)室完成,同位素標(biāo) 記的顯微圖片的分辨率差,信噪比低,另外,放射自顯影法實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)(檢測(cè)通常要 幾個(gè)月),就不能用于快速高通量檢測(cè)。免疫識(shí)別探針通常采用5-溴-2’ -脫氧尿嘧啶核 苷(BrdU)、5_溴尿嘧啶核苷、5-溴尿嘧啶核苷酸等,采用這種免疫識(shí)別探針最大缺陷在于, 插入核酸的5-溴代核酸一定要暴露在核酸分子表面同識(shí)別抗體結(jié)合。為檢測(cè)插入核酸分 子鏈中的探針需要通過(guò)各種條件使核酸分子變性,現(xiàn)在經(jīng)常使用的條件包括醋酸的甲醇溶 液,濃鹽酸等,這些變性條件使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不穩(wěn)定,經(jīng)常出現(xiàn)難以重復(fù)的結(jié)果。隨著對(duì)細(xì)胞研究的深入,對(duì)于細(xì)胞內(nèi)核酸的檢測(cè)技術(shù)要求越來(lái)越高,基于這種要 求本發(fā)明開(kāi)發(fā)出了一種全新的核酸標(biāo)記方法。本發(fā)明應(yīng)用分子連接的思想,通過(guò)“點(diǎn)擊”反 應(yīng)將細(xì)胞內(nèi)核酸同活性分子連接,從而可以使各種檢測(cè)方法準(zhǔn)確、方便的檢測(cè)核酸分布、含 量等指標(biāo)?!包c(diǎn)擊”化學(xué)的概念是2001年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Sharpless提出?!包c(diǎn)擊”反應(yīng)是在 傳統(tǒng)Huisgen三唑反應(yīng)基礎(chǔ)上,發(fā)展出一類條件溫和,選擇性高和產(chǎn)率高的化學(xué)反應(yīng)。傳統(tǒng) 的Huisgen三唑反應(yīng)(如圖1)是有機(jī)疊氮和炔基化合物在加熱條件下發(fā)生1,3_ 二偶極 [3+2]環(huán)加成反應(yīng),得到五元雜環(huán)[1,2,3]-三氮唑。Huisgen三唑反應(yīng)為連接兩個(gè)化合物 提供了一種很好的手段,但是該反應(yīng)條件通常需要通過(guò)加熱活化等條件才能完成?!包c(diǎn)擊” 反應(yīng)是亞銅離子催化下的Huisgen三唑反應(yīng),由于亞銅離子的催化Huisgen三唑反應(yīng)活化
4能降低,使該反應(yīng)可以在常溫下水和多種有機(jī)溶劑中高產(chǎn)率完成。另外,“點(diǎn)擊”反應(yīng)僅得到 1,4,位三氮唑產(chǎn)物,不同于加熱條件下得到1,5,位同1,4,位混和產(chǎn)物。目前“點(diǎn)擊”反 應(yīng)已經(jīng)廣泛地被應(yīng)用于各種生物大分子修飾,并被認(rèn)為是“搭建起化學(xué)和生物學(xué)橋梁的杰 出反應(yīng)”。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法和試劑盒。該方法和試劑盒可 用于方便、準(zhǔn)確、快速地標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸。解決上述目的的技術(shù)方案如下一種標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,主要包括有能夠在核酸合成的過(guò)程中插入細(xì)胞內(nèi)核酸序列中的、帶有1,3_ 二偶極基團(tuán)或親 偶極基團(tuán)的核苷類似物;含有與上述1,3_ 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的對(duì)應(yīng)的親偶極基團(tuán)或1,3_ 二偶極基 團(tuán)的生物分子探針;所述核苷類似物與生物分子探針通過(guò)1,3_ 二偶極基團(tuán)與對(duì)應(yīng)的親偶 極基團(tuán)進(jìn)行“點(diǎn)擊”反應(yīng)。所述1,3_ 二偶極基團(tuán)優(yōu)選為氧化腈基、疊氮基、重氮甲基、硝酮基、腈胺基等等; 親偶極基團(tuán)優(yōu)選為烯基、炔基。更優(yōu)選地,所述烯基為乙烯基、丁烯基等;所述炔基為乙炔 基、丙炔基,環(huán)狀炔基等。優(yōu)選地,帶有1,3_ 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物可為5_乙炔 基-2’-脫氧尿嘧啶核苷(YTU)、5-乙炔基尿嘧啶核苷(YU)、2’_脫氧-5-(1,7辛二炔)-尿 嘧啶核苷(XTU)、5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷(XU)、5_乙炔基_2’ -脫氧胞嘧啶核苷 (YTC)、5-乙炔基胞嘧啶核苷(YC)、2,-脫氧-5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷(XTC)、5_(1,7 辛二炔)"胞嘧啶核苷(XC)、2’ -脫氧-8-乙炔基-腺嘌呤核苷(YTA)、8_乙炔基-腺嘌呤 核苷(YA)、2’ -脫氧-8-(1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷(XTA)、8-(1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷 (XA)、7_乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌呤核苷(QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷 (QYA)、7_乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌呤核苷(QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核 苷(QYA)、7-(1,7辛二炔)-7_氮雜-2’脫氧-腺嘌呤核苷(QXTA)、7-(1,7辛二炔)-7-氮 雜_腺嘌呤核苷(QXA)、2’ -脫氧-8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(YTG、8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷 (YG)、2,-脫氧-8-(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XTG)、8_(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XG)、 7-乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYTG)、7-乙炔基_7_氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、 7-乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYTG)、7-乙炔基_7_氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、 7_ (1,7辛二炔)-7-氮雜-2,脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXTG)、7- (1,7辛二炔)~7~氮雜-鳥(niǎo)嘌呤 核苷(QXG)。5-疊氮基-2’ -脫氧尿嘧啶核苷(DTU)、5_乙炔基尿嘧啶核苷(DU)、5_疊氮 基_2’ -脫氧胞嘧啶核苷(DTC)、5_乙炔基胞嘧啶核苷(DC)、2’脫氧-8-疊氮基-腺嘌呤 核苷(DTA)、8_疊氮基-腺嘌呤核苷(DA)、2’脫氧-8-疊氮基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(DTG)、8_疊氮 基_鳥(niǎo)嘌呤核苷(DG)。生物分子探針可為任何已知的小分子或大分子探針,包括生物熒光探針、免疫 探針、生物素、抗原或半抗原、放射性探針?lè)肿?、光感探針?lè)肿?、以及任何的蛋白?biāo)簽和底 物分子;優(yōu)選為吸收波長(zhǎng)350-1000nm的熒光探針和生物素,更優(yōu)選為吲哚類菁熒光探針,BODIPY類熒光探,Alexa Fluor類熒光探針,以及FAM、FITC、羅丹明熒光探針。所述標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒還包括催化劑和溶劑,所述催化劑包為含亞銅 離子的化合物,含亞銅離子化合物優(yōu)選為硫酸銅和抗壞血酸、溴化亞銅、Cu(CH3)4PF6、 C54H45BrP5Cu、Cu絲。所述溶劑可為各種溶劑,優(yōu)選為水、四氫呋喃、DMSO(二甲基亞砜)、 乙腈、或四氫呋喃與水的混合物、或DMSO與水的混合物、或幾種溶劑的混合物。所述標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒還包括有催化劑穩(wěn)定劑,該催化劑穩(wěn)定劑優(yōu)選為 TBTA(tris-(benzyltriazolylethy) amine),TCEP (Tri-(2-carboxyethyl)phosphine)中的 一種或多種。一種標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,主要包括以下步驟(A)將1,3_ 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物在活細(xì)胞核酸合成的過(guò)程中 插入到核酸序列中,核酸被修飾;(B)再加入含與上述1,3_ 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的對(duì)應(yīng)的親偶極基團(tuán)或1, 3_ 二偶極基團(tuán)的生物分子探針,含亞銅離子化合物的催化劑和溶劑,在常溫下被修飾的核 酸與生物分子探針進(jìn)行“點(diǎn)擊”反應(yīng),核酸被標(biāo)記。所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,該核酸為離體的游離活細(xì)胞內(nèi)核酸,(A)步驟 為將1,3_ 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物與含有待標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的細(xì)胞共孵 育,核苷類似物插入到待標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸序列中,核酸被修飾;所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,該核酸為生物體組織的活細(xì)胞內(nèi)中核酸,(A)步 驟為將1,3_ 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物以任何一種給藥方式注入生物體的組 織的活體中,0 960小時(shí)后,獲取各種器官,用福爾馬林固定和石蠟包埋并切片,去除石蠟 和復(fù)水后,核酸被修飾。本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單有效的生物分子探針標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法和試劑盒。 本發(fā)明方法合成一類核苷類似物,該類似物能夠在細(xì)胞核酸合成的過(guò)程中插入細(xì)胞內(nèi)核 酸,核苷類似物上攜帶可“點(diǎn)擊”反應(yīng)的活性基團(tuán)(如炔基、疊氮基等)。化學(xué)合成或酶合 成或細(xì)胞中的核酸經(jīng)“點(diǎn)擊”反應(yīng)核苷修飾后可以同任何已有生物分子探針連接,該生物 探針?lè)肿訑y帶另外一部分互補(bǔ)的“點(diǎn)擊”反應(yīng)基團(tuán)即可,這樣在適當(dāng)條件下核酸就可以同活 性探針?lè)肿油ㄟ^(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)進(jìn)行共價(jià)連接。所述“點(diǎn)擊”反應(yīng)的條件溫和,反應(yīng)時(shí)間快,產(chǎn) 率高,故適用于已知的全部生物分子探針同核酸連接,使被標(biāo)記的核酸可方便于多種方式 在分子、細(xì)胞、組織水平上被準(zhǔn)確分離鑒定、檢測(cè)、分析,從而可有利于進(jìn)一步的檢測(cè)細(xì)胞增 值,細(xì)胞凋亡;標(biāo)記質(zhì)粒載體,病毒,小干擾RNA,micr0RNA以及研究早期發(fā)育。
圖1是Huisgen三唑反應(yīng);圖2是含親偶極基團(tuán)嘧啶核苷類似物;圖3是含親偶極基團(tuán)嘌呤核苷類似物;圖4是1,3- 二偶極基團(tuán)修飾嘧啶核苷;圖5是1,3- 二偶極基團(tuán)修飾嘌呤核苷;圖6為YTU和YU標(biāo)記Hela細(xì)胞的結(jié)果示意圖,其中A C圖為對(duì)照組;D F圖 為YTD標(biāo)記組;G I圖為YD標(biāo)記組;其中圖A,D和G為Hoechst染色;圖B,E和H為Cy3染色;圖C,F(xiàn)和I為疊加圖;圖7為YTU和YU標(biāo)記NIH3T3細(xì)胞結(jié)果示意圖,其中A C圖為對(duì)照組;D F圖 為YTD標(biāo)記組;G I圖為YD標(biāo)記組;其中圖A,D和G為Hoechst染色;圖B,E和H為Cy3 染色;圖C,F(xiàn)和I為疊加圖;圖8其中A為無(wú)銅離子條件下的“點(diǎn)擊”反應(yīng);B為CuSO4終濃度為IOOnM條件下 的“點(diǎn)擊”反應(yīng);C為CuSO4終濃度為IOOOnM條件下的“點(diǎn)擊”反應(yīng);圖9是激發(fā)光譜390 492nm系列生物分子探針和含親偶極基團(tuán)核苷類似物標(biāo)記 DNA ;A為DNA “點(diǎn)擊”反應(yīng)標(biāo)記;圖B為Hoechst染色;圖C為疊加圖;圖10是激發(fā)光譜492 597nm系列生物分子探針和含親偶極基團(tuán)核苷類似物標(biāo) 記DNA ;A為DNA “點(diǎn)擊”反應(yīng)標(biāo)記;圖B為Hoechst染色;圖C為疊加圖;圖11是激發(fā)光譜597 770nm系列生物分子探針和含親偶極基團(tuán)核苷類似物標(biāo) 記DNA ;A為DNA “點(diǎn)擊”反應(yīng)標(biāo)記;圖B為Hoechst染色;圖C為疊加12是激發(fā)光譜390 492nm系列生物分子探針和1,3_ 二偶極基團(tuán)核苷類似物 標(biāo)記RNA ;A為RNA “點(diǎn)擊”反應(yīng)標(biāo)記;圖B為Hoechst染色;圖C為疊加圖;圖13是激發(fā)光譜492 597nm系列生物分子探針和1,3_ 二偶極基團(tuán)核苷類似物 標(biāo)記RNA ;A為RNA “點(diǎn)擊”反應(yīng)標(biāo)記;圖B為Hoechst染色;圖C為疊加圖;圖14是激發(fā)光譜597 770nm系列生物分子探針和1,3_ 二偶極基團(tuán)核苷類似物 標(biāo)記RNA ;A為RNA “點(diǎn)擊”反應(yīng)標(biāo)記;圖B為Hoechst染色;圖C為疊加圖;圖15為檢測(cè)凋亡因子對(duì)A549細(xì)胞增殖的影響結(jié)果示意圖,其中A圖為對(duì)照組;B 圖為凋亡誘導(dǎo)因子A刺激組;C圖為凋亡誘導(dǎo)因子B刺激組;圖D為含有EdU細(xì)胞數(shù)目的比 率分布圖;圖16為檢測(cè)凋亡因子對(duì)A549細(xì)胞生長(zhǎng)的影響結(jié)果示意圖,其中A C圖為對(duì)照 組;D F圖為凋亡刺激組;其中圖A,D為Hoechst染色;圖B,E為Cy3染色;圖C,F(xiàn)為疊 加圖;圖G為DNA/RNA比率頻率分布圖;圖17為YTU標(biāo)記小鼠小腸組織結(jié)果示意圖,其中A D圖為對(duì)照組;E H圖為 YTD標(biāo)記組A,E為透射圖;圖B,F(xiàn)為Hoechst染色;圖C,G為Cy3染色;圖D,H為疊加圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒的應(yīng)用范圍其可以標(biāo)記任何形式活細(xì)胞 內(nèi)的核酸(通過(guò)DNA聚合酶或RNA聚合酶合成等等);所述活細(xì)胞,是能夠合成核酸的細(xì)胞。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明所指的生物分子探針包括任何已知的小分子或大分子探針,包括生 物熒光探針、免疫探針、生物素、抗原或半抗原、放射性探針?lè)肿印⒐飧刑结樂(lè)肿?、以及任?的蛋白標(biāo)簽和底物分子等,其可通過(guò)直接檢測(cè)到的,也可以是通過(guò)間接檢測(cè)到的;可使用任 何一種檢測(cè)儀器(包括光學(xué)儀器,生物儀器,化學(xué)儀器,如高內(nèi)涵篩選儀,流式細(xì)胞儀)檢測(cè) 分子水平、細(xì)胞水平和組織水平上核酸的分布和含量變化,有效地分析細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋 亡以及相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控。核苷類似物(nucleosideanalogues)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,是一類具有類似脫 氧核糖核苷和核糖核苷結(jié)構(gòu)的化合物,本發(fā)明所述的核苷類似物能在細(xì)胞內(nèi)的核酸合成時(shí) 插入核酸中,且其帶有1,3_ 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán),可用于點(diǎn)擊反應(yīng)。
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1.標(biāo)記不同離體的游離細(xì)胞中的核酸時(shí),所述細(xì)胞包括正常細(xì)胞和衍生細(xì)胞,包 括哺乳動(dòng)物細(xì)胞(人或動(dòng)物,如老鼠、猴等),包括從體液、器官、組織中提取的細(xì)胞(如 血液、腦,肝,肺,心臟,骨骼等),包括各種類型的細(xì)胞(如基底細(xì)胞,上皮細(xì)胞,血小板, 淋巴細(xì)胞,τ細(xì)胞,B細(xì)胞,自然殺傷細(xì)胞,巨噬細(xì)胞,腫瘤細(xì)胞等)。以女性子宮頸癌細(xì)胞 (Hela)和小鼠成纖維細(xì)胞(NIH3T3)為例,本發(fā)明所提供的試劑盒可用于標(biāo)記其核酸,方便 于下一步檢測(cè)細(xì)胞中核酸變化。本發(fā)明將合成的不同“點(diǎn)擊”化學(xué)的核苷底物插入細(xì)胞內(nèi) 的核酸。以5-乙炔基尿嘧啶核苷為例,5-乙炔基尿嘧啶核苷進(jìn)入細(xì)胞后磷酸化成5-乙炔 基三磷酸尿苷,5-乙炔基三磷酸尿苷在細(xì)胞內(nèi)RNA合酶的作用下插入細(xì)胞的RNA序列中。2本發(fā)明可應(yīng)用于任何有生長(zhǎng)能力的生物組織的細(xì)胞中的核酸標(biāo)記,生物組織來(lái) 源包括單細(xì)胞生物、多細(xì)胞生物;包括人類,動(dòng)物,植物,細(xì)菌,原生動(dòng)物和真菌等;包括小 鼠,大鼠,兔,狗,貓,牛,豬,羊,馬或靈長(zhǎng)類動(dòng)物等)。本發(fā)明將合成的不同“點(diǎn)擊”化學(xué)的核苷類似物插入活體組織細(xì)胞內(nèi)的核酸??梢?為各種給藥方式包括口腔,直腸,跨膜,經(jīng)皮或者腸道給藥;包括非腸道分布肌注,皮下, 脊髓內(nèi)給藥(注射)以及鞘內(nèi)的,直接心室和靜脈注射、腹腔的,鼻內(nèi)的(經(jīng)鼻的)或者眼 內(nèi)注射,另外,核苷類似物可用于局部給藥、非全身給藥、在長(zhǎng)效或緩釋配方中,通過(guò)直接注 射特定組織。以腹腔注射為例,本發(fā)明以腹腔注射給藥的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠注射炔基脫氧尿 嘧啶核苷。本發(fā)明將活體組織細(xì)胞中攜帶含“點(diǎn)擊”化學(xué)活性基團(tuán)的核酸,同對(duì)應(yīng)的“點(diǎn)擊” 化學(xué)活性基團(tuán)的生物分子探針,用“點(diǎn)擊”化學(xué)反應(yīng)連接,使核酸被標(biāo)記,然后被標(biāo)記的核酸 可通過(guò)分子探針檢測(cè)方法檢測(cè)活體組織細(xì)胞中核酸?;铙w組織細(xì)胞可以通過(guò)不同方式獲 取,包括采集血樣、活檢法獲取組織(如針吸活檢、雷射捕捉微選取技術(shù)、切開(kāi)式活組織檢 驗(yàn))、器官或部分器官中獲取等等。獲取的細(xì)胞按照如前介紹檢測(cè)細(xì)胞中核酸方法檢測(cè)。本發(fā)明將攜帶“點(diǎn)擊”化學(xué)活性基團(tuán)核酸的組織同對(duì)應(yīng)的“點(diǎn)擊”化學(xué)活性基團(tuán)的 生物分子探針通過(guò)“點(diǎn)擊”化學(xué)反應(yīng)連接,可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的方法著色(如固定、切片,在“點(diǎn) 擊”化學(xué)試劑的作用下培養(yǎng))。實(shí)施例1 構(gòu)建核酸標(biāo)記試劑盒1.核苷類似物合成1. 1含親偶極基團(tuán)核苷類似物合成本發(fā)明合成了如圖(2) (3)中結(jié)構(gòu)的親偶極基團(tuán)核苷類似物,5-乙炔基_2’ -脫 氧尿嘧啶核苷(YTU)、5-乙炔基尿嘧啶核苷(YU)、2’ -脫氧-5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷 (XTU)、5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷(XU)、5-乙炔基-2,-脫氧胞嘧啶核苷(YTC)、5_乙炔 基胞嘧啶核苷(YC)、2’ -脫氧-5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷(XTC)、5-(1,7辛二炔)-胞 嘧啶核苷(XC)、2’ -脫氧-8-乙炔基-腺嘌呤核苷(YTA)、8_乙炔基-腺嘌呤核苷(YA)、 2 ’ -脫氧-8- (1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷(XTA)、8- (1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷(XA)、7-乙炔 基-7-氮雜_2’脫氧-腺嘌呤核苷(QYTA)、7-乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7-乙炔 基-7-氮雜_2 ’脫氧-腺嘌呤核苷(QYTA)、7-乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7- (1,7辛 二炔)-7-氮雜-2 ’脫氧-腺嘌呤核苷(QXTA)、7- (1,7辛二炔)-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QXA)、 2’ -脫氧-8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(YTG、8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(YG)、2’ -脫氧_8_(1,7 辛二炔)"鳥(niǎo)嘌呤核苷(XTG)、8-(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XG)、7_乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYTG)、7-乙炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7-乙炔基_7_氮雜-2’ 脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYTG)、7-乙炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7-(1,7辛二炔)-7-氮 雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXTG)、7-(1,7辛二炔)-7_氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXG)。合成方 法是通過(guò)引入碘原子后引入各種炔基,合成路線類似,僅以2’ -脫氧-5-(1,7辛二炔)-尿 嘧啶核苷(XTU)、2’ -脫氧-5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷(XTC)、5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶 核苷(父扔、5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷(乂0、8-(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XG),5-乙炔 基-2’ -脫氧尿嘧啶核苷(YTU)和5-乙炔基尿嘧啶核苷(YU)合成為例。2,-脫氧-5-(1,7辛二炔)_尿嘧啶核苷(XTU)合成5-碘-2 ‘-脫氧尿嘧啶核苷(1. 50g,4. 26mmol)PdC12(PPh3)2(0. 299g, 0. 426mmol)碘化亞銅(0. 161g,0. 852mmol)溶于 3mlDMF,加入(3. 9ml,21. 3mmol)N,N-二 異丙基乙胺室溫?cái)嚢?0分鐘。1-三甲硅基-1,6 二辛炔(0. 908g,5. 54mmol)溶于lmlDMF, 緩慢滴入反應(yīng)體系,滴加完后常溫?cái)嚢柽^(guò)夜。蒸干反應(yīng)溶劑后,混合物用IOOml乙酸乙酯溶 解,分別用IOOml水、飽和NaCl溶液洗,硫酸鎂干燥有機(jī)層后旋干,直接用于下一步反應(yīng)。將 得到的固體溶于2ml水,加入2當(dāng)量的碳酸鉀,攪拌1小時(shí)。旋干反應(yīng)液,直接柱層析分離, 梯度洗脫(甲醇乙酸乙酯0-10% ),得到產(chǎn)物0. 89g(63% )。譜圖數(shù)據(jù)=1HNMR(d6-DMS0, 400MHz) 61. 57 (m, 4H),2. 11 (m, 2H),2. 19 (m, 2H),2. 38 (m, 2H),2. 75 (m, 1H),3. 55-3. 65 (m, 2H) ,3. 78 (dd, 1H),4. 23 (m, 1H) ,5. 06 (t, 1H),5. 22 (b,1H),6. 10 (t,1H),8· 10 (s, 1H), 11. 3(bs, 1H)。2’ -脫氧-5-(l,7辛二炔)_胞嘧啶核苷(XTC)合成5-碘-2'-脫氧尿嘧啶核苷(0. 6g, 1. 7mmol)Pd(PPh3)4(196mg,0. 17mmol)碘化 亞銅65. 5mg,0. 34mmol)溶于3mlDMF,加入Iml N,N-二異丙基乙胺室溫?cái)嚢?0分鐘。1-三 甲硅基_1,6 二辛炔(1. 8g,17mmol)溶于lmlDMF,緩慢滴入反應(yīng)體系,滴加完后常溫?cái)嚢柽^(guò) 夜。蒸干反應(yīng)溶劑后,混合物用IOOml乙酸乙酯溶解,分別用IOOml水、飽和NaCl溶液洗, 硫酸鎂干燥有機(jī)層后旋干,直接用于下一步反應(yīng)。將得到的固體溶于2ml水,加入2當(dāng)量的 碳酸鉀,攪拌1小時(shí)。旋干反應(yīng)液,直接柱層析分離,梯度洗脫(甲醇乙酸乙酯0-10% ), 得到產(chǎn)物 0. 42g(75% )。譜圖數(shù)據(jù)譜圖數(shù)據(jù)=1H NMR (d6-DMS0,400MHz) 1. 54-1. 62 (m, 4H, 2CH2),2. 0-2. 15 (m, 3H, HR-C (2 ‘ ),CH2),2. 22-2. 44 (m, 3H, H__C (2 ‘ ),CH2),2. 76 (s, 1H, C = CH), 3. 54-3. 62 (m, 2H-C(5‘ )),3. 79 (m,H-C(4' )),4. 20 (m, H-C(3‘ )) ,5. 04(t, OH-C(5‘ )) ,5. 20 (d, OH-C(3‘ )) ,6. 12 (t, H-C(1' )),6. 71 (s,NH),7. 67 (s,NH),8. 07 (s, H-C (6))。5-(1,7辛二炔)_尿嘧啶核苷(KU)將2,3,5,-氧-三乙?;蜍?14g,37. 81mmol,leq)溶于 230mlCH3CN 中,向反 應(yīng)液中加入 I2 (4. 8g,18. 91mmol,0. 5eq)及 Ce (NH4)2 (NO3)6 (10. 36g,18. 9mmol,0. 5eq),加熱 到80°C恒溫?cái)嚢鑜h。旋蒸除去溶劑,殘余物用300ml CH2Cl2溶解,有機(jī)層分別用200mlH20, 200ml 5% NaHSOjK溶液,200ml飽和食鹽水洗滌。水相用200ml CH2Cl2返萃,合并有機(jī)層。 旋干溶劑,過(guò)柱分離,洗脫劑比例PE EA 1 1,得白色固體產(chǎn)物5-碘-2’ 3’ 5’-氧-三 乙?;蜍?6. 9g,產(chǎn)率90%。將5-碘-2,3,5,-氧-三乙?;蜍?5g,Iikimol,Ieq)溶于 IOOml CH2Cl2 (C2H5)3N 1 1 混合溶液中,N2保護(hù)下向其中加入(PPh3)2PdCl2(0. 53g,0. 757mmol,
90.075.q),Cul(0.29g,1.5mmol,0·15eq),l-三甲硅基 _1,6 二辛炔(3. 12g,6. 7ml, 21. 17mmol,2. Ieq),N2保護(hù)下常溫?cái)嚢?0h,旋蒸除去溶劑,殘余物用IOOmlCH2Cl2溶解,有 機(jī)層用2X200ml 10% EDTA 二鈉水溶液,200ml飽和食鹽水溶液洗滌,水層用200ml CH2Cl2 返萃,合并有機(jī)層,旋干溶劑,過(guò)柱分離,洗脫劑比例PE EA 3 1 1 1,得淡黃色泡沫 5_(三甲基硅1,7辛二炔基)-2,3,5,-氧-三乙?;蜍?g,產(chǎn)率78. 2%。將5-(三甲基硅1,7辛二炔基)-2,3,5,-氧-三乙?;蜍?12g,21. 22mmol, leq)溶于200mlCH3OH中,向其中加入28% NH3 · H2O(35ml, IOeq),常溫?cái)嚢?h,向反應(yīng)液中 加入K2CO3 (2. 22g,16mmol, 1. 5eq),常溫?cái)嚢柽^(guò)夜。旋蒸除去溶劑,殘余物用少CH3OH H2O
1 1混合液溶解后過(guò)柱分離,洗脫劑比例CH2Cl2 CH3OH 7 1 1 1,得白色粉末狀 固體產(chǎn)物 4. 5g,產(chǎn)率 62%。1H NMR(d6-DMS0,400MHz) δ 1· 57 (m,4H),2· 11 (m,2H),2· 19 (m, 2H),2. 38 (m, 2H),2. 75 (m, 1H),3. 55-3. 65 (m, 2H),3. 78 (dd, 1H),4. 23 (m, 1H),5. 06 (t, 1H), 5. 22 (b, 1H), 5. 26 (b, 1H) ,6. 10 (t, 1H) ,8. 10 (s,1H),11. 3(bs, 1H)。5-(1,7辛二炔)_胞嘧啶核苷(XC)5-碘-胞嘧啶核苷(3. Ig, 8. 5mmol),Pd (PPh3) 4 (980mg, 0. 85mmol),碘化亞銅 (327. 5mg,0. 34mmol)溶于30mlDMF,加入8ml N,N- 二異丙基乙胺室溫?cái)嚢?0分鐘。1-三 甲硅基_1,6 二辛炔(9g,85mmol)溶于lmlDMF,緩慢滴入反應(yīng)體系,滴加完后常溫?cái)嚢柽^(guò) 夜。蒸干反應(yīng)溶劑后,混合物用IOOml乙酸乙酯溶解,分別用IOOml水、飽和NaCl溶液洗, 硫酸鎂干燥有機(jī)層后旋干,直接用于下一步反應(yīng)。將得到的固體溶于2ml水,加入2當(dāng)量的 碳酸鉀,攪拌1小時(shí)。旋干反應(yīng)液,直接柱層析分離,梯度洗脫(甲醇乙酸乙酯0-10% ), 得到產(chǎn)物 4. Ig (70% )。譜圖數(shù)據(jù)譜圖數(shù)據(jù)=1H NMR(d6-DMS0,400MHz) :1· 54-1. 62(m,4H, 2CH2),2. 0-2. 15 (m, 3H, HR-C (2 ‘ ),CH2),2. 22-2. 44 (m, 2H, CH2),2. 76 (s, 1H, C = CH), 3. 54-3. 62(m,2H-C(5' )),3. 79 (m,H-C(4' )),4. 20 (m, H-C(3‘ )) ,5. 04(t, OH-C(5‘)), 5. 20 (d, OH-C(3‘ )) ,5. 26 (d, OH-C(2‘ )) ,6. 12 (t, H-C(1' )),6. 71 (s,NH),7. 67 (s,NH), 8. 07 (s,H-C (6)).8-(1,7辛二炔)_鳥(niǎo)嘌呤核苷(XG)8-碘-鳥(niǎo)嘌呤核苷 4. 08g,(IOmmol),Pd (PPh3) 4(1. lg,lmmol),碘化亞銅(0. 28g,
1.5mmol)溶于lOOmlDMF,加入IOml N,N-二異丙基乙胺室溫?cái)嚢?0分鐘。1_三甲硅基_1, 6 二辛炔17. 8g, IOOmmol)溶于15mlDMF,緩慢滴入反應(yīng)體系,滴加完后常溫?cái)嚢柽^(guò)夜。蒸干 反應(yīng)溶劑后,混合物用500ml乙酸乙酯溶解,分別用200ml水、飽和NaCl溶液洗,硫酸鎂干 燥有機(jī)層后旋干,直接用于下一步反應(yīng)。將得到的固體溶于20ml水,加入2當(dāng)量的碳酸鉀, 攪拌1小時(shí)。旋干反應(yīng)液,直接柱層析分離,梯度洗脫(甲醇乙酸乙酯0-10% ),得到產(chǎn) 物 2. lg(56% ) ο 譜圖數(shù)據(jù)=1H NMR(d6-DMS0,400MHz) 1. 54-1. 62 (m,4H),2. 0-2. 15(m,4H),
2.79 (s,1H),3· 2-3. 8(m,2H),4-4. 5 (m,2H),4. 8 (d,1H),5. 1 (t, 1H),6· 5(d, 1Η),8· 5—9 (b, 1Η).將5-碘-3,5,-氧-二乙?;?2,-脫氧尿苷(16g,36. 52mmol,leq)溶于 200ml CH2Cl2 (C2H5)3Nl 1 混合溶液中,N2 保護(hù)下向其中加入(PPh3)2PdCl2(l. 59g,2. 27mmol, 0. 075eq),CuI (0. 86g, 4. 52mmol, 0. 15eq),三甲基硅基乙炔(6. 24g, 8. 8ml,63. 53mmol, 2. leq),N2保護(hù)下常溫?cái)嚢?0h,旋蒸除去溶劑,殘余物用300mlCH2Cl2溶解,有機(jī)層用
2X 200ml 10 % EDTA 二鈉水溶液,200ml飽和食鹽水溶液洗滌,水層用200ml CH2Cl2返萃,合并有機(jī)層,旋干溶劑,過(guò)柱分離,洗脫劑比例PE EA 3 1 1 1,得淡黃色泡沫11.65g, 5_[(三甲基硅基)乙炔基]_3,5,-氧-二乙?;鵢2,-脫氧尿苷,產(chǎn)率78%。將5_[(三甲基硅基)乙炔基]-3,5,-氧-二乙?;?2,-脫氧尿苷(llg, 26. 93mmol, leq)溶于 IOOmlCH3OH 中,向其中加入 28% NH3 .H2O (15ml,IOeq),常溫?cái)嚢?2h, 向反應(yīng)液中加AK2CO3 (4. 44g,32. 13mm0l,1.5eq),常溫?cái)嚢柽^(guò)夜。旋蒸除去溶劑,殘余物用 少CH3OH H2O 1 1混合液溶解后過(guò)柱分離,洗脫劑比例CH2Cl2 CH3OH 7 1 1 1, 得白色粉末狀固體產(chǎn)物4. lg,產(chǎn)率64%。核磁數(shù)據(jù)=1H NMR δ 2. 10-2. 14 (m,2Η,Η-2,2,,), 3. 54-3. 64(m,2H,H-5,,5”),3. 78-3. 80 (m, 1H,H_4,),4. 23-4. 25 (m, 1H,H_3,),5. 14,5. 24 (t and d ; IH and IH ;OH,s),6.09 (t, J = 6. 6Hz,1H, H_l,),8. 39(s,1H, H—61,11. 65(s,1H, NH);5-乙炔基尿嘧啶核苷(YU)將5-碘-2,3,5,-氧-三乙?;蜍?15g,30. 23mmol, leq)溶于 200ml CH2Cl2 (C2H5)3N 1 1 混合溶液中,N2 保護(hù)下向其中加入(PPh3)2PdCl2(l. 59g,2. 27mmol, 0. 075eq),CuI (0. 86g, 4. 52mmol, 0. 15eq),三甲基硅基乙炔(6. 24g, 8. 8ml,63. 53mmol, 2. leq),N2保護(hù)下常溫?cái)嚢?0h,旋蒸除去溶劑,殘余物用300mlCH2Cl2溶解,有機(jī)層用 2 X 200ml 10 % EDTA 二鈉水溶液,200ml飽和食鹽水溶液洗滌,水層用200ml CH2Cl2返萃,合 并有機(jī)層,旋干溶劑,過(guò)柱分離,洗脫劑比例PE EA 3 1 1 1,得淡黃色泡沫5-[(三 甲基硅基)乙炔基]_2,3,5,-氧-三乙?;蜍?1. 4g,產(chǎn)率81%。將5_[(三甲基硅基)乙炔基]-2,3,5,-氧-三乙酰基尿苷(10g,21. 44mmol, leq)溶于IOOmlCH3OH中,向其中加入28 % NH3 · H2O(15ml,IOeq),常溫?cái)嚢?h,向反應(yīng) 液中加入K2CO3 (4. 44g,32. 13mmo 1,1. 5eq),常溫?cái)嚢柽^(guò)夜。旋蒸除去溶劑,殘余物用少 CH3OH H2O 1 1混合液溶解后過(guò)柱分離,洗脫劑比例CH2Cl2 CH3OH 7 1 1 1,得 白色粉末狀固體產(chǎn)物3. 65g,產(chǎn)率67. 53%。譜圖數(shù)據(jù)=1H NMR δ 3. 54-3. 70 (m,2H,H-5,, 5”),3. 85-3. 87 (m, 1H,H_4,),3. 96-3. 99 (m, 1H,H_3,,4. 01-4. 05 (m, 1H,H_2,),5. 07,5. 26, 5. 42 (d, t, and d, 1H, 1H, and 1H, OH,s),5. 72 (d, J = 4. 6Hz, 1H, Η-Γ ),8. 48 (s, 1H, H_6), 11. 65 (br s,lH,NH);1. 2. 1,3-二偶極基團(tuán)核苷類似物本發(fā)明合成了圖(4) (5)中含1,3_二偶極基團(tuán)核苷類似物,包括5-疊氮基-2’-脫 氧尿嘧啶核苷(DTU)、5_乙炔基尿嘧啶核苷(DU)、5_疊氮基-2’ -脫氧胞嘧啶核苷(DTC)、 5-乙炔基胞嘧啶核苷(DC)、2’脫氧-8-疊氮基-腺嘌呤核苷(DTA)、8_疊氮基-腺嘌呤核 苷(DA)、2’脫氧-8-疊氮基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(DTG)、8_疊氮基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(DG)。其中1, 3- 二偶極基團(tuán)修飾嘌呤核苷按照已有文獻(xiàn)合成。1,3_ 二偶極基團(tuán)修飾嘧啶核苷合成是首 先合成氨基核苷通過(guò)重氮化反應(yīng)活化氨基,用疊氮基取代氨基,得到對(duì)應(yīng)的1,3_ 二偶極基 團(tuán)修飾嘧啶核苷,以5-疊氮基-尿嘧啶核苷合成為例。5-疊氮基_尿嘧啶核苷合成將2. 59g (IOmmol) 5_氨基-尿嘧啶核苷在冰浴中溶于30ml的IN HCl,加入 10mmOlNaN02,攪拌2分鐘后加入20gNaN3,室溫?cái)嚢?小時(shí)后用氨水中和至中性,蒸干溶劑 后,直接上柱,二氯甲烷甲醇10 1得到產(chǎn)物1.31g產(chǎn)率46%譜圖數(shù)據(jù)=1H NMR(d6-DMS0, 400MHz) 3. 5-4 (m, 4H),4. 1-4. 53 (m, 3H),4. 8-5. 1 (m, 3H),6. 12 (d, 1H),6. 71 (s,1H),7. 97 (s,1H)2.生物探針?lè)肿雍铣杀景l(fā)明合成了疊氮基和炔基吲哚類菁熒光探針,合成了 6-疊氮己胺,購(gòu)買了丙炔 胺和BODIPY類熒光探針琥珀酰亞胺酯,Alexa Fluor類熒光探針琥珀酰亞胺酯,以及FAM、 FITC、羅丹明琥珀酰亞胺酯。用6-疊氮己胺和丙炔胺同購(gòu)買的熒光探針琥珀酰亞胺酯反應(yīng) 得到對(duì)應(yīng)的含1,3-二偶極基團(tuán)和親偶極基團(tuán)的熒光探針,并合成了生物素探針。吲哚菁類 熒光探針如下,6-疊氮己胺合成和氨基同琥珀酰亞胺酯反應(yīng)按照文獻(xiàn)報(bào)道不加贅述。吲哚菁類熒光探針合成1,1, IM'-四甲基-3-乙基-3,-疊氮基丙基-吲哚三甲川花菁(Cy3)合成4. 55g(IOmmol) 1,1-甲基3_乙基_2_(β-苯胺)乙烯基-吲哚啉和 4. 20g(IOmmol) 1,1,2_三甲基-3-疊氮基丙基-吲哚啉于50mL吡啶和2mL乙酸酐中,加 熱回流過(guò)夜。將溶劑蒸發(fā)后反應(yīng)混合物溶于IOOml 二氯甲烷,IOOml水洗二氯甲烷層三 次,IOOml飽和NaCl溶液洗二氯甲烷層,硫酸鈉干燥后旋干,柱層析。洗脫劑甲醇二氯 甲烷(0-10% )的產(chǎn)物 2. 12g(36. 8% )譜圖數(shù)據(jù)=1HNMR (CDCl3,400ΜΗζ) δ 0. 98-1. 02 (t, 3H),1. 52-1. 61 (m, 2H),1. 89-1. 96 (m, 2H),2. 06 (s, 12H),2. 81 (s,3H),4. 17-4. 25 (t,2H), 7. 25-7. 53 (m, 4H),7. 55-7. 60 (d, 2H),7. 62-7. 68 (d, 2H),7. 90-8. 00 (d, 4H),8. 08-8. 15 (d, 2H) ,8. 58-8. 62 (t, 1H)。1-乙基-1’-疊氮正己基-3,3,3’,3’_四甲基-6-磺酸基-吲哚五甲川花菁(Cy5) 合成3. 96g(IOmmol) 1_乙基_2_正苯胺基丁二烯基_3,3_ 二甲基_6_磺酸基吲哚, 3. 98g (IOmmol) 1-疊氮正己基_2,3,3-三甲基吲哚碘鹽溶于25mL吡啶和25mL乙酸酐中, 加熱回流過(guò)夜。將溶劑蒸發(fā)后反應(yīng)混合物溶于IOOml 二氯甲烷,IOOml水洗二氯甲烷層三 次,IOOml飽和NaCl溶液洗二氯甲烷層,硫酸鈉干燥后旋干,柱層析。洗脫劑甲醇二氯甲 燒(0-10% )的產(chǎn)物 2. 85g(35. 9% )譜圖數(shù)據(jù)=1Hnmr(CdcI3JOOMHz) δ 1. 24-1. 39 (m,5H), 1. 53 (s,12H),1. 68 (m, 6H),3. 25 (t,2H),3. 36 (t,2H),4. 05 (t, 2H),6. 09 (d, 1H),6. 29 (d, 1H),6. 74 (t, 1H),6. 94-7. 35 (m, 7H),7. 94 (q, 2H)。本發(fā)明購(gòu)買了BODIPY 630/650-X,SE、BODIPY FL,SE,BODIPY 530/550, SE、BODIPY 493/503,SE、BODIPY 558/568,SE、BODIPY 564/570,SE、BODIPY 576/589,SE、BODIPY 581/591,SE、BODIPY FL-X,SE、BODIPY TR-X,SE、BODIPY TMR-X, SE、BODIPY R6G,SE、BODIPY FLC5, SEiH^SAlexa Fluor 350、405、430、488、 500、514、532、555、546、568、594、610、633、647、660、680、700、750 和 FAM、FITC、羅丹明琥珀 酰亞胺酯,用這些活化好的熒光探針和丙炔胺反應(yīng),得到含親偶極基團(tuán)的熒光探針,用這些 活化好的熒光探針和6-疊氮己胺反應(yīng)得到含1,3-二偶極基團(tuán)的熒光探針。疊氮基三甘醇生物素合成Ig (4. 09mmol)生物素溶于 10ml DMF,加入 0. 942g(8. 19mmol) N-羥基琥珀酰亞胺, 1.57g(8. 19mmol)l-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽,室溫?cái)嚢柽^(guò)夜。蒸干 溶劑將反應(yīng)物溶于二氯甲烷,水洗,產(chǎn)物析出。干燥后得產(chǎn)物1.02g(73% )。將lg(2. 93mmol)產(chǎn)物直接溶于5ml DMF,加入1. 531g(8. 79mmol)疊氮三甘醇 胺,攪拌過(guò)夜。蒸干反應(yīng)液,將反應(yīng)物混合物溶于IOml 二氯甲烷,IOml水洗三次,飽和
12NaCl洗三次,干燥旋干后柱層析純化。得到產(chǎn)物0.93g(79% )。譜圖數(shù)據(jù)^HNMRO^Cl, 400MHz) δ 1. 34-1. 47 (m, 2H),1. 54-1. 78 (m, 4H),2. 15-2. 13 (t,2H),2. 68-2. 76 (d, 1H), 2. 84-2. 92 (m, 1H),3. 06-3. 16 (m, 1H),3. 34-3. 44 (m, 4H),3. 52-3. 7 (m, 10H),4. 28-4. 31 (m, 1H),4. 44-4. 5 (m, 1H)。3.催化劑、催化劑穩(wěn)定劑和反應(yīng)體系的建立 以上反應(yīng)條件下反應(yīng)過(guò)夜,旋干反應(yīng)液直接柱層析純化。本實(shí)驗(yàn)表明,在不同銅催 化劑下,不同催化劑穩(wěn)定劑下,不同溶劑體系中,都可以進(jìn)行“點(diǎn)擊”反應(yīng)。譜圖數(shù)據(jù)=1HNMR (CDCl3, 400MHz) δ 0. 75-2. 5 (m,44H),3. 0-3. 2 (s,1H), 3. 4-3. 8 (m, 14H),3. 9-4. 2 (b,4H),4. 3-4. 8 (b,3H),5. 2-5. 4 (s, 1H),6. 20-6. 5 (s, 1H), 8. 1-9. 5(b,3H)。實(shí)施例2 細(xì)胞水平利用“點(diǎn)擊”反應(yīng)試劑盒標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)DNA、RNA(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有親偶極基團(tuán)核苷類似物5_乙炔基-2’-脫氧尿嘧啶核苷(YTU)、5_乙炔基尿嘧啶 核苷(YU)、2’ -脫氧-5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷(XTU)、5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷 (XU)、5_乙炔基-2,-脫氧胞嘧啶核苷(YTC)、5_乙炔基胞嘧啶核苷(YC)、2,-脫氧_5_(1, 7辛二炔)_胞嘧啶核苷(XTC)、5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷(XC)、2,-脫氧-8-乙炔 基_腺嘌呤核苷(YTA)、8_乙炔基-腺嘌呤核苷(YA)、2’ -脫氧-8-(1,7辛二炔)_腺嘌 呤核苷(XTA)、8-(1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷(XA)、7_乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌呤 核苷(QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7_乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌 呤核苷(QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7-(1,7辛二炔)-7_氮雜-2’脫 氧-腺嘌呤核苷(QXTA)、7-(1,7辛二炔)-7-氮雜-腺嘌呤核苷_、2,-脫氧-8-乙炔 基_鳥(niǎo)嘌呤核苷(YTG、8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(YG)、2’ -脫氧-8-(1,7辛二炔)_鳥(niǎo)嘌呤 核苷(XTG)、8-(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XG)、7-乙炔基_7_氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷 (QYTG)、7_乙炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7_乙炔基-7-氮雜_2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷 (QYTG)、7_乙炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7_(1,7辛二炔)-7-氮雜-2,脫氧-鳥(niǎo)嘌 呤核苷(QXTG)、或7-(1,7辛二炔)-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXG)。其中可分為2’脫氧核糖 核苷和核糖核苷兩類,前者可修飾DNA后者修飾RNA。在實(shí)際操作中,可選擇其中的一種或 多種與分子探針、催化劑等組成試劑盒使用,其效果一致。激發(fā)光譜492 597nm含1,3_ 二偶極基團(tuán)的熒光分子探針含1,3-二偶極基 團(tuán)的吲哚三甲川菁、BODIPY FL、BODIPY 530/550、BODIPY 493/503、BODIPY 558/568、BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY FL-X, BODIPY TMR-X、BODIPY R6G、BODIPY FLC5,以及 Alexa Fluor 350、405、430、488、 500、514、532、555、546、568和FITC、羅丹明,在實(shí)際操作中,可選擇其中的一種或多種與對(duì) 應(yīng)的核苷類似物、催化劑等組成試劑盒使用,其效果一致。催化劑CuS04、抗壞血酸鈉;
14
溶劑水和DMSO混合溶液(2)核酸標(biāo)記“點(diǎn)擊”反應(yīng)液配置lyM-lMlTris(pH 8. 5),1 μ M-1M CuS04, 0. 5 μ Μ-5Μ分子探針(花菁疊氮基染料)和1 μ M-IM抗壞血酸鈉以及DMSO配置而成。炔基核苷標(biāo)記細(xì)胞Hela細(xì)胞和NIH3T3細(xì)胞接種于96孔板,分別用含10%胎牛 血清的DMEM培養(yǎng)液和含10%小牛血清的DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng)。培養(yǎng)24h后,在培養(yǎng)液加入終 濃度InM-IOOOnM含親偶極基團(tuán)的2’脫氧核糖核苷類似物(如5-乙炔基-2'-脫氧尿 嘧啶核苷(YTU))或InM-IOOOnM含親偶極基團(tuán)核糖核苷類似物(如5-乙炔基尿嘧啶核苷 (YU)),再培養(yǎng)24h。移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸 沖洗5min,0. 2% Tritonx-100透化lOmin,然后加入“點(diǎn)擊”反應(yīng)液孵育10_30min。反應(yīng)完 后,用0. 5% Tritonx-IOO沖洗若干次,核酸被標(biāo)記。其標(biāo)記的原理是2’脫氧核糖核苷類 似物和核糖核苷類似物加入培養(yǎng)基后,進(jìn)入細(xì)胞。在Hela細(xì)胞和NIH3T3細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程,取 代正常的核苷參與細(xì)胞的DNA和RNA合成,新生成的DNA和RNA含有相應(yīng)YTU和YU基團(tuán), 經(jīng)過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng),被熒光分子探針標(biāo)記。染完色的細(xì)胞可以進(jìn)行Hoechst染色或免疫熒光染色等常規(guī)染色。制備好的樣品 直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像或置4°C暫時(shí)保存。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6和圖7。從圖6和圖7 可知,Hela和NIH3T3細(xì)胞的DNA和RNA已被標(biāo)記。細(xì)胞內(nèi)的DNA主要分布在細(xì)胞核;RNA 則分布在整個(gè)細(xì)胞,但含量存在區(qū)域差異,其中核仁區(qū)域的RNA含量最強(qiáng)。實(shí)施例3 細(xì)胞水平利用不同濃度銅離子催化“點(diǎn)擊”反應(yīng)(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有核苷類似物YTU生物分子探針花菁疊氮基染料(1,1,1’,1’ -四甲基-3-乙基-3’ -疊氮基丙 基-吲哚三甲川花菁或1-乙基-1’ -疊氮正己基-3,3,3’,3’ -四甲基-6-磺酸基-吲哚 五甲川花菁);催化劑CuSO4、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記核酸=Hela細(xì)胞接種于96孔板,用含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng)。 培養(yǎng)24h后,在培養(yǎng)液加入終濃度InM-IOOOnM 5-乙炔基-2 ‘-脫氧尿嘧啶核苷(YTU), 再培養(yǎng)24h。移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖洗 5min,0. 2% Tritonx-100透化lOmin,然后分別加入不同終濃度CuSO4的“點(diǎn)擊”反應(yīng)液孵 育 10-30min。CuSO4 終濃度分別為 OnMUOOnM 和 ΙΟΟΟηΜ。反應(yīng)完后,用 0. 5% Tritonx-100 沖洗若干次,核酸被標(biāo)記,其標(biāo)記原理與實(shí)施例2相同。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像和數(shù)據(jù)分析。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。 從圖8可知,在無(wú)銅離子催化條件下,“點(diǎn)擊反應(yīng)”無(wú)法發(fā)生。比較CuSO4終濃度為IOOnM和 IOOOnM時(shí)的點(diǎn)擊反應(yīng)強(qiáng)度,CuSO4終濃度為IOOOnM的“點(diǎn)擊”反應(yīng)比較強(qiáng)。實(shí)施例4 細(xì)胞水平利用激發(fā)光譜300 492nm系列生物分子探針和含親偶極基 團(tuán)核苷類似物通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)檢測(cè)核酸(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有含親偶極基團(tuán)核苷類似物5_乙炔基-2’-脫氧尿嘧啶核苷(YTU)、5_乙炔基尿嘧 啶核苷(YU)、2’_脫氧-5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷(XTU)、5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷
15(XU)、5_乙炔基-2,-脫氧胞嘧啶核苷(YTC)、5_乙炔基胞嘧啶核苷(YC)、2,-脫氧_5_(1, 7辛二炔)_胞嘧啶核苷(XTC)、5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷(XC)、2,-脫氧-8-乙炔 基_腺嘌呤核苷(YTA)、8_乙炔基-腺嘌呤核苷(YA)、2’ -脫氧-8-(1,7辛二炔)-腺嘌呤 核苷(XTA)、8-(1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷(XA)、7-乙炔基_7_氮雜-2’脫氧-腺嘌呤核苷 (QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7_乙炔基-7-氮雜_2’脫氧-腺嘌呤核苷 (QYTA) ,7-乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7-(1,7辛二炔)-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌 呤核苷(QXTA)、7-(1,7辛二炔)-7-氮雜-腺嘌呤核苷_、2,-脫氧-8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌 呤核苷(YTG、8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(YG)、2’_脫氧-8-(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XTG)、 8_ (1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XG)、7-乙炔基-7-氮雜-2,脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYTG)、7-乙 炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7-乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYTG)、7-乙 炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7- (1,7辛二炔)-7-氮雜-2,脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXTG)、 7_(1,7辛二炔)-7_氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXG)中的任一種,其效果一致。激發(fā)光譜300 492nm含1,3-二偶極基團(tuán)的熒光分子探針包括含1,3_ 二偶極 基團(tuán)的BODIPY FL、Alexa Fluor 350、405、430、488、500 中的任一種,其效果一致。催化劑CuSO4、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸A549細(xì)胞接種于96孔板,用含10%胎牛血清的F12培 養(yǎng)液培養(yǎng)。培養(yǎng)24h后,在培養(yǎng)液加入終濃度InM-IOOOnM含親偶極基團(tuán)核苷類似物,再培 養(yǎng)24h。移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖洗5min, 0. 2% Tritonx-100透化lOmin,然后加入“點(diǎn)擊”反應(yīng)液孵育10_30min。反應(yīng)完后,用0. 5% Tritonx-IOO沖洗若干次,核酸被標(biāo)記,其標(biāo)記原理與實(shí)施例2相同。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像。以標(biāo)記DNA的含親偶極基團(tuán)核苷類似 物為例,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。從圖9可知,利用激發(fā)光譜390 492nm系列生物分子探 針和含親偶極基團(tuán)核苷類似物,通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)可以清楚地標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)的DNA。實(shí)施例6 細(xì)胞水平利用激發(fā)光譜492 597nm系列生物分子探針探針和含親偶 極基團(tuán)核苷類似物通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)檢測(cè)核酸(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有親偶極基團(tuán)核苷類似物5_乙炔基-2’-脫氧尿嘧啶核苷(YTU)、5_乙炔基尿嘧啶 核苷(YU)、2’ -脫氧-5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷(XTU)、5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷 (XU)、5_乙炔基-2,-脫氧胞嘧啶核苷(YTC)、5_乙炔基胞嘧啶核苷(YC)、2,-脫氧_5_(1, 7辛二炔)_胞嘧啶核苷(XTC)、5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷(XC)、2,-脫氧-8-乙炔 基_腺嘌呤核苷(YTA)、8_乙炔基-腺嘌呤核苷(YA)、2’ -脫氧-8-(1,7辛二炔)-腺嘌呤 核苷(XTA)、8-(1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷(XA)、7-乙炔基_7_氮雜-2’脫氧-腺嘌呤核苷 (QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7_乙炔基-7-氮雜_2’脫氧-腺嘌呤核苷 (QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7_(1,7辛二炔)-7-氮雜-2,脫氧-腺嘌 呤核苷(QXTA)、7-(1,7辛二炔)-7_氮雜-腺嘌呤核苷(QXA)、2’ -脫氧-8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌 呤核苷(YTG、8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(YG)、2’_脫氧-8-(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XTG)、 8_ (1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XG)、7-乙炔基-7-氮雜-2,脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYTG)、7-乙 炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7-乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYTG)、7-乙炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7- (1,7辛二炔)-7-氮雜-2,脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXTG)、 7_(1,7辛二炔)-7_氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXG)。其中可分為2’脫氧核糖核苷和核糖核苷兩 類,前者可修飾DNA后者修飾RNA ;選擇其中的任一種,其效果一致。激發(fā)光譜492 597nm含1,3_ 二偶極基團(tuán)的熒光分子探針含1,3_ 二偶極基 團(tuán)的吲哚三甲川菁、BODIPY FL、BODIPY 530/550、BODIPY 493/503、BODIPY 558/568、BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY FL-X, BODIPY TMR-X、BODIPY R6G、B0DIPY FLC5、以及 Alexa Fluor 350、405、430、488、 500、514、532、555、546、568和FITC、羅丹明;選擇其中的任一種,其效果一致。催化劑CuS04、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記核酸A549細(xì)胞接種于96孔板,用10%胎牛血清的F12培養(yǎng)液培養(yǎng)培 養(yǎng)。培養(yǎng)24h后,在培養(yǎng)液加入終濃度InM-IOOOnM含親偶極基團(tuán)核苷類似物,再培養(yǎng)24h。 移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖洗5min,0. 2 % Tritonx-100透化IOmin,然后加入“點(diǎn)擊”反應(yīng)液孵育10_30min。反應(yīng)完后,用0. 5 % Tritonx-100沖洗若干次,核酸被標(biāo)記,其標(biāo)記原理與實(shí)例2相同。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像。以標(biāo)記DNA的含親偶極基團(tuán)核苷類似 物為例,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10所示。從圖10可知,利用激發(fā)光譜492 597nm系列生物分子 探針和含親偶極基團(tuán)核苷類似物,通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)可以清楚地標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)的DNA。實(shí)施例7 細(xì)胞水平利用激發(fā)光譜597 770nm系列生物分子探針和含親偶極基 團(tuán)核苷類似物通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)檢測(cè)核酸(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有親偶極基團(tuán)核苷類似物5_乙炔基-2’-脫氧尿嘧啶核苷(YTU)、5_乙炔基尿嘧啶 核苷(YU)、2’ -脫氧-5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷(XTU)、5-(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷 (XU)、5_乙炔基-2,-脫氧胞嘧啶核苷(YTC)、5_乙炔基胞嘧啶核苷(YC)、2,-脫氧_5_(1, 7辛二炔)_胞嘧啶核苷(XTC)、5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷(XC)、2,-脫氧-8-乙炔 基_腺嘌呤核苷(YTA)、8_乙炔基-腺嘌呤核苷(YA)、2’ -脫氧-8-(1,7辛二炔)_腺嘌 呤核苷(XTA)、8-(1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷(XA)、7_乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌呤 核苷(QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7_乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌 呤核苷(QYTA)、7_乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤核苷(QYA)、7-(1,7辛二炔)-7_氮雜-2’脫 氧-腺嘌呤核苷(QXTA)、7-(1,7辛二炔)-7-氮雜-腺嘌呤核苷_、2,-脫氧-8-乙炔 基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(YTG、8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(YG)、2’ -脫氧-8-(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤 核苷(XTG)、8-(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷(XG)、7-乙炔基_7_氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷 (QYTG)、7_乙炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7_乙炔基-7-氮雜_2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷 (QYTG)、7_乙炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QYG)、7_(1,7辛二炔)~7~氮雜-2,脫氧-鳥(niǎo)嘌 呤核苷(QXTG)、7-(1,7辛二炔)-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷(QXG)。其中可分為2’脫氧核糖核 苷和核糖核苷兩類,前者可修飾DNA后者修飾RNA。選擇其中的任一種,與相應(yīng)的分子探針 配用,其效果一致。激發(fā)光譜597 770nm含1,3_ 二偶極基團(tuán)的熒光分子探針含1,3_ 二偶極基團(tuán)的 吲哚五甲川菁、BODIPY 630/650-X、BODIPY TR_X、BODIPY FLC5、以及 Alexa Fluor594、610、633、647、660、680、700、750。催化劑CuS04、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記核酸A549細(xì)胞接種于96孔板,用含10 %胎牛血清的F12培養(yǎng)液培 養(yǎng)。培養(yǎng)24h后,在培養(yǎng)液加入終濃度InM-IOOOnM含親偶極基團(tuán)核苷類似物,再培養(yǎng)24h。 移走培養(yǎng)液,每孔加入100μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖洗5min,0. 2 % Tritonx-100透化IOmin,然后加入“點(diǎn)擊”反應(yīng)液孵育10_30min。反應(yīng)完后,用0. 5 % Tritonx-IOO沖洗若干次,核酸被標(biāo)記,其標(biāo)記原理與實(shí)施例2相同。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像。以標(biāo)記DNA的含親偶極基團(tuán)核苷類似 物為例,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖11所示。從圖11可知,利用激發(fā)光譜597 770nm系列生物分子 探針和含親偶極基團(tuán)核苷類似物,通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)可以清楚地標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)的DNA。實(shí)施例8 細(xì)胞水平利用激發(fā)光譜300 492nm系列生物分子探針和1,3_ 二偶極 基團(tuán)核苷類似物通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)檢測(cè)核酸(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有1,3-二偶極基團(tuán)核苷類似物5_疊氮基-2’ -脫氧尿嘧啶核苷(DTU)、5_乙炔基 尿嘧啶核苷(DU)、5_疊氮基-2’-脫氧胞嘧啶核苷(DTC)、5_乙炔基胞嘧啶核苷(DC)、2’脫 氧-8-疊氮基_腺嘌呤核苷(DTA)、8_疊氮基-腺嘌呤核苷(DA)、2’脫氧-8-疊氮基-鳥(niǎo) 嘌呤核苷(DTG)、8_疊氮基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(DG)中的任一種。激發(fā)光譜300 492nm含親偶極基團(tuán)的熒光分子探針包括含親偶極基團(tuán)的 BODIPY FL、Alexa Fluor 350、405、430、488、500 中的任一種;催化劑CuS04、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸NIH3T3細(xì)胞接種于96孔板,用含10%小牛血清的DMEM 培養(yǎng)液培養(yǎng)。培養(yǎng)24h后,在培養(yǎng)液加入終濃度InM-IOOOnM的1,3-二偶極基團(tuán)核苷類似 物,再培養(yǎng)24h。移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖 洗5min,0.2% Tritonx-100透化lOmin,然后加入“點(diǎn)擊”反應(yīng)液孵育10_30min。反應(yīng)完 后,用0. 5% Tritonx-100沖洗若干次,核酸被標(biāo)記,其標(biāo)記原理與實(shí)施例2相同。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像。以標(biāo)記RNA的1,3_ 二偶極基團(tuán)核苷 類似物為例,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖12所示。從圖12可知,利用激發(fā)光譜390 492nm系列生物 分子探針和1,3_ 二偶極基團(tuán)核苷類似物,通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)可以清楚地標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)的RNA。實(shí)施例9 細(xì)胞水平利用激發(fā)光譜492 597nm系列生物分子探針和1,3_ 二偶極 基團(tuán)核苷類似物通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)檢測(cè)核酸(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有1,3-二偶極基團(tuán)核苷類似物5_疊氮基-2’ -脫氧尿嘧啶核苷(DTU)、5_乙炔基 尿嘧啶核苷(DU)、5_疊氮基-2’-脫氧胞嘧啶核苷(DTC)、5_乙炔基胞嘧啶核苷(DC)、2’脫 氧-8-疊氮基_腺嘌呤核苷(DTA)、8_疊氮基-腺嘌呤核苷(DA)、2’脫氧-8-疊氮基-鳥(niǎo) 嘌呤核苷(DTG)、8_疊氮基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(DG)中的任一種。激發(fā)光譜492 597nm含1親偶極基團(tuán)的熒光分子探針含親偶極基團(tuán)的吲哚 三甲川菁、BODIPY FL、BODIPY 530/550、BODIPY 493/503、BODIPY 558/568、
18BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY FL_X、BODIPY
TMR-X> BODIPY R6G、BODIPY FLC5、以及 Alexa Fluor 350、405、430、488、500、514、 532、555、546、568和FITC、羅丹明中的任一種;催化劑CuSO4、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記核酸NIH3T3細(xì)胞接種于96孔板,用含10%小牛血清的DMEM培養(yǎng)液培 養(yǎng)。培養(yǎng)24h后,在培養(yǎng)液加入終濃度InM-IOOOnM的1,3-二偶極基團(tuán)核苷類似物,再培 養(yǎng)24h。移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖洗5min, 0. 2% Tritonx-100透化lOmin,然后加入“點(diǎn)擊”反應(yīng)液孵育l_300min。反應(yīng)完后,用0. 5% Tritonx-IOO沖洗若干次,核酸被標(biāo)記,其標(biāo)記原理與實(shí)施例2相同。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像和數(shù)據(jù)分析。以標(biāo)記RNA的1,3_二偶極 基團(tuán)核苷類似物為例,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖13所示。從圖13可知,利用激發(fā)光譜492 597nm 系列生物分子探針和1,3_ 二偶極基團(tuán)核苷類似物,通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)可以清楚地標(biāo)記細(xì)胞 內(nèi)的RNA。實(shí)施例10 細(xì)胞水平利用激發(fā)光譜597 770nm系列生物分子探針和1,3_ 二偶 極基團(tuán)核苷類似物通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)檢測(cè)核酸(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有1,3-二偶極基團(tuán)核苷類似物5_疊氮基-2’ -脫氧尿嘧啶核苷(DTU)、5_乙炔基 尿嘧啶核苷(DU)、5_疊氮基-2’-脫氧胞嘧啶核苷(DTC)、5_乙炔基胞嘧啶核苷(DC)、2’脫 氧-8-疊氮基_腺嘌呤核苷(DTA)、8_疊氮基-腺嘌呤核苷(DA)、2’脫氧-8-疊氮基-鳥(niǎo) 嘌呤核苷(DTG)、8_疊氮基-鳥(niǎo)嘌呤核苷(DG)中的任一種。激發(fā)光譜597 770nm含親偶極基團(tuán)的熒光分子探針含親偶極基團(tuán)的吲哚五甲 川菁、BODIPY 630/650-X、BODIPY TR-X、BODIPY FLC5、以及 Alexa Fluor 594、610、 633、647、660、680、700、750 中的任一種。催化劑CuSO4、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記核酸NIH3T3細(xì)胞接種于96孔板,用含10%小牛血清的DMEM培養(yǎng)液培 養(yǎng)。培養(yǎng)24h后,在培養(yǎng)液加入終濃度InM-IOOOnM的1,3-二偶極基團(tuán)核苷類似物,再培 養(yǎng)24h。移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖洗5min, 0. 2% Tritonx-100透化lOmin,然后加入“點(diǎn)擊”反應(yīng)液孵育10_30min。反應(yīng)完后,用0. 5% Tritonx-100沖洗若干次,核酸被標(biāo)記,其標(biāo)記原理與實(shí)施例2相同。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像和數(shù)據(jù)分析。以標(biāo)記RNA的1,3_二偶極 基團(tuán)核苷類似物為例,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖14所示。從圖14可知,利用激發(fā)光譜597 770nm 系列生物分子探針和1,3_ 二偶極基團(tuán)核苷類似物,通過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)可以清楚地標(biāo)記細(xì)胞 內(nèi)的RNA。實(shí)施例11 細(xì)胞水平利用“點(diǎn)擊”反應(yīng)試劑盒檢測(cè)凋亡因子對(duì)細(xì)胞增殖的影響(1)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有核苷類似物YTU生物分子探針花菁疊氮基染料(1,1,1’,1’ -四甲基-3-乙基-3’ -疊氮基丙基-吲哚三甲川花菁或1-乙基-Γ _疊氮正己基_3,3,3,,3,-四甲基-6-磺酸基-吲哚 五甲川花菁);催化劑CuS04、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記核酸A549細(xì)胞接種于96孔板,含10%胎牛血清的F12培養(yǎng)液培養(yǎng)。培養(yǎng) 24h后,在對(duì)照組加入終濃度InM-IOOOnM 5-乙炔基-2 ‘-脫氧尿嘧啶核苷(YTU);在凋亡 誘導(dǎo)因子A刺激組加入終濃度InM-IOOOnM 5-乙炔基-脫氧尿嘧啶核苷(YTU)和1 μ 1 凋亡誘導(dǎo)因子A ;在凋亡誘導(dǎo)因子B刺激組加入終濃度InM-IOOOnM 5-乙炔基-2'-脫氧 尿嘧啶核苷(YTU)和1凋亡誘導(dǎo)因子B。培養(yǎng)12h后,移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4% 多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖洗5min,0. 2 % Tritonx-100透化lOmin,然后加入 click反應(yīng)液(同實(shí)施例2)孵育10-30min。反應(yīng)完后,用0. 5% Tritonx-100沖洗若干次, 核酸被標(biāo)記。其標(biāo)記原理與實(shí)施例2相同。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集圖像和數(shù)據(jù)分析。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖15所示。 從圖15的圖象和數(shù)據(jù)分析可知,正常生理?xiàng)l件下,細(xì)胞增殖正常。而在凋亡誘導(dǎo)因子A和 凋亡誘導(dǎo)因子B刺激條件下,細(xì)胞增殖受阻,與對(duì)照組相比,其增殖細(xì)胞數(shù)目明顯下降。實(shí)施例12 細(xì)胞水平利用“點(diǎn)擊”反應(yīng)試劑盒檢測(cè)凋亡因子對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響(1.)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有核苷類似物YU生物分子探針花菁疊氮基染料(1,1,1’,1’ -四甲基-3-乙基-3’ -疊氮基丙 基-吲哚三甲川花菁或1-乙基-1’ -疊氮正己基-3,3,3’,3’ -四甲基-6-磺酸基-吲哚 五甲川花菁);催化劑CuS04、抗壞血酸鈉;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)標(biāo)記核酸A549細(xì)胞接種于96孔板,含10%胎牛血清的F12培養(yǎng)液培養(yǎng)。培 養(yǎng)24h后,在對(duì)照組加入終濃度0. 01-100 μ M 5-乙炔基尿嘧啶核苷(YU),在凋亡刺激組加 入終濃度0.01-100 μ M 5-乙炔基尿嘧啶核苷(YU)和1μ 1凋亡誘導(dǎo)因子Α,再培養(yǎng)12h。 移走培養(yǎng)液,每孔加入100 μ 1 4%多聚甲醛固定30min,2mg/ml甘氨酸沖洗5min,0. 2 % Tritonx-100透化lOmin,然后加入click反應(yīng)液(同實(shí)施例2)孵育10_30min。反應(yīng)完后, 用0. 5% Tritonx-100沖洗若干次。核酸被標(biāo)記。染完色的細(xì)胞可以進(jìn)行Hoechst常規(guī)染色。制備好的樣品直接用高內(nèi)涵儀器采集 圖像和數(shù)據(jù)分析。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖16所示。從圖16可知,正常生理?xiàng)l件下,細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài) 良好,DNA和RNA的合成正常。而在凋亡誘導(dǎo)因子A刺激條件下,細(xì)胞核固縮,DNA和RNA的 合成出現(xiàn)異常,其DNA/RNA比值與正常條件下的DNA/RNA比值相比偏大。實(shí)施例13 在動(dòng)物水平利用“點(diǎn)擊”反應(yīng)試劑盒標(biāo)記小鼠體內(nèi)核酸(1.)本實(shí)施例核酸標(biāo)記試劑盒包括有核苷類似物YTU生物分子探針花菁疊氮基染料(1,1,1’,1’ -四甲基-3-乙基-3’ -疊氮基丙 基-吲哚三甲川花菁或1-乙基-1’ -疊氮正己基-3,3,3’,3’ -四甲基-6-磺酸基-吲哚 五甲川花菁);
20
催化劑CuS04、抗壞血酸;溶劑水和DMSO混合溶液。(2)核酸標(biāo)記小鼠腹腔注射1 μ g-0. 5mg的YTU/YU。注射l_240h的過(guò)程中獲取 小鼠小腸等器官,用福爾馬林固定和石蠟包埋并切片。去除石蠟和復(fù)水后,加入同實(shí)施例3 所述的點(diǎn)擊反應(yīng)液孵育lmin-48h。反應(yīng)完后,0. 5% Tritonx-IOO沖洗若干次,核酸被標(biāo)記。 其標(biāo)記的原理是YTU/YU以腹腔注射方式注入小鼠體內(nèi)后,進(jìn)入小腸細(xì)胞。在小腸細(xì)胞增 殖時(shí),YTU/YU以脫氧尿嘧啶類似物參與細(xì)胞的DNA/RNA合成,新生成的DNA和RNA含有相 應(yīng)YTU或YU基團(tuán),經(jīng)過(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng),被花菁疊氮基染料標(biāo)記。染完色的細(xì)胞可以進(jìn)行Hoechst染色或免疫熒光染色。制備好的樣品直接用高內(nèi) 涵儀器采集圖像或置4°C暫時(shí)保存。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖17,從圖17可知,小鼠小腸細(xì)胞的DNA 已被標(biāo)記。小腸細(xì)胞內(nèi)的DNA主要分布在細(xì)胞核。以上是針對(duì)本發(fā)明的可行實(shí)施例的具體說(shuō)明,但該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的 專利范圍,凡未脫離本發(fā)明的等效實(shí)施或變更,均應(yīng)包含于本發(fā)明的專利范圍中。
權(quán)利要求
一種標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,主要包括有(A)能夠在活細(xì)胞內(nèi)核酸合成的過(guò)程中插入核酸序列中的、帶有1,3 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物;(B)含有與上述1,3 二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的對(duì)應(yīng)的親偶極基團(tuán)或1,3 二偶極基團(tuán)的生物分子探針;核苷類似物與生物分子探針通過(guò)所述1,3 二偶極基團(tuán)能與對(duì)應(yīng)的親偶極基團(tuán)進(jìn)行“點(diǎn)擊”反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述1,3_二偶極基 團(tuán)為氧化腈基、疊氮基、重氮甲基、硝酮基、或腈胺基;親偶極基團(tuán)為烯基、或炔基。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述烯基為乙烯基、 或丁烯基;所述炔基為乙炔基、丙炔基,或環(huán)狀炔基。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述核苷類似物為 5-乙炔基_2’ -脫氧尿嘧啶核苷、5-乙炔基尿嘧啶核苷、2’ -脫氧-5-(1,7辛二炔)_尿嘧 啶核苷、5_(1,7辛二炔)-尿嘧啶核苷、5-乙炔基-2’-脫氧胞嘧啶核苷、5-乙炔基胞嘧啶核 苷、2’-脫氧-5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷、5-(1,7辛二炔)-胞嘧啶核苷、2’-脫氧_8_乙 炔基_腺嘌呤核苷、8-乙炔基-腺嘌呤核苷、2’ -脫氧-8-(1,7辛二炔)_腺嘌呤核苷、 8_(1,7辛二炔)-腺嘌呤核苷、7-乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌呤核苷、7-乙炔基-7-氮 雜_腺嘌呤核苷、7-乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌呤核苷、7-乙炔基-7-氮雜-腺嘌呤 核苷、7-(1,7辛二炔)-7-氮雜-2’脫氧-腺嘌呤核苷、7-(1,7辛二炔)-7-氮雜-腺嘌呤 核苷、2’ -脫氧-8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷、8-乙炔基-鳥(niǎo)嘌呤核苷、2’ -脫氧-8-(1,7辛二 炔)"鳥(niǎo)嘌呤核苷、8_(1,7辛二炔)-鳥(niǎo)嘌呤核苷、7-乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核 苷、7-乙炔基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷、7-乙炔基-7-氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷、7-乙炔 基-7-氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷、7-(1,7辛二炔)-7_氮雜-2’脫氧-鳥(niǎo)嘌呤核苷、7-(1,7辛二 炔)-7_氮雜-鳥(niǎo)嘌呤核苷、5-疊氮基-2’ -脫氧尿嘧啶核苷、5-乙炔基尿嘧啶核苷、5-疊 氮基-2’ _脫氧胞嘧啶核苷、5-乙炔基胞嘧啶核苷、2’脫氧-8-疊氮基-腺嘌呤核苷、8-疊 氮基_腺嘌呤核苷、2’脫氧-8-疊氮基-鳥(niǎo)嘌呤核苷、或8-疊氮基-鳥(niǎo)嘌呤核苷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述生物分子探針 為生物熒光探針、免疫探針、生物素、抗原或半抗原、放射性探針?lè)肿印⒐飧刑结樂(lè)肿?、或?白標(biāo)簽分子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述生物分子探針 為激發(fā)波長(zhǎng)300nm-1000nm的熒光探針。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述生物分子探針 為吲哚菁類、BODIPY類、Alexa Fluor類、FAM、FITC、或羅丹明生物熒光探針。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述試劑盒還包括 有催化劑、溶劑,所述催化劑為含亞銅離子化合物;所述溶劑為水、四氫呋喃、DMS0、乙腈、或 四氫呋喃與水的混合物、或DMSO與水的混合物、或上述化合物的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,含亞銅離子化合物 為硫酸銅和抗壞血酸、溴化亞銅、Cu (CH3) 4PF6、C54H45BrP5Cu、或Cu絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述試劑盒還 包括催化劑穩(wěn)定劑,該催化劑穩(wěn)定劑為TBTA,TCEP中的一種或多種。
11.一種標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,其特征是,主要包括以下步驟(1)將1,3_二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物在核酸合成的過(guò)程中插入到核酸 序列中,核酸被修飾;(2)再加入含與上述1,3-二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的對(duì)應(yīng)的親偶極基團(tuán)或1,3_二偶 極基團(tuán)的生物分子探針,含亞銅離子化合物的催化劑和溶劑,在常溫下被修飾的核酸與生 物分子探針進(jìn)行“點(diǎn)擊”反應(yīng),核酸被標(biāo)記。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,其特征是,所述核酸為體外游 離細(xì)胞內(nèi)核酸,(1)步驟為將1,3-二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物與含有待標(biāo)記核 酸的細(xì)胞共孵育,核苷類似物插入到待標(biāo)記核酸序列中,核酸被修飾。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,其特征是,該核酸為生物體的 組織細(xì)胞中核酸,(1)步驟為將1,3-二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物以任何一種給 藥方式注入生物體的組織的活體中,4 96小時(shí)后,獲取需標(biāo)記核酸的器官,用福爾馬林固 定和石蠟包埋并切片,去除石蠟和復(fù)水后,核酸被修飾。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,其特征是,所述1,3_二偶極基 團(tuán)為氧化腈基、疊氮基、重氮甲基、硝酮基、或腈胺基;親偶極基團(tuán)為烯基、或炔基。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,其特征是,所述烯基為乙烯基、 或丁烯基;所述炔基為乙炔基、丙炔基,或環(huán)狀炔基。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的試劑盒,其特征是,所述生物分子探 針為激發(fā)波長(zhǎng)300nm-1000nm的熒光探針。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,其特征是,所述溶劑為水、四氫 呋喃、DMS0、乙腈、或四氫呋喃與水的混合物、或DMSO與水的混合物、或其中多種溶劑混合 物;所述催化劑為硫酸銅和抗壞血酸、溴化亞銅、Cu(CH3)4PF6、C54H45BrP5Ciu或Cu絲。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法,其特征是,步驟(2)中點(diǎn)擊反應(yīng) 時(shí)還加入催化劑穩(wěn)定劑,該催化劑穩(wěn)定劑為TBTA,TCEP中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種活細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法和試劑盒,該試劑盒主要包括有能夠插入核酸序列中的、帶有1,3-二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物;和含有與上述1,3-二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的對(duì)應(yīng)的親偶極基團(tuán)或1,3-二偶極基團(tuán)的生物分子探針;所述1,3-二偶極基團(tuán)與對(duì)應(yīng)的親偶極基團(tuán)可進(jìn)行“點(diǎn)擊”反應(yīng)。標(biāo)記時(shí),被含1,3-二偶極基團(tuán)或親偶極基團(tuán)的核苷類似物修飾的核酸可以同對(duì)應(yīng)的活性探針?lè)肿油ㄟ^(guò)“點(diǎn)擊”反應(yīng)進(jìn)行共價(jià)連接。所述標(biāo)記活細(xì)胞內(nèi)核酸的方法和試劑盒使核酸標(biāo)記后進(jìn)一步可應(yīng)用于檢測(cè)細(xì)胞增值,細(xì)胞凋亡;標(biāo)記質(zhì)粒載體,病毒,小干擾RNA,microRNA以及研究早期發(fā)育。
文檔編號(hào)C12Q1/68GK101921835SQ20101018321
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者張必良, 渠德忠, 王瑋 申請(qǐng)人:廣州市銳博生物科技有限公司