一种DNA嵌入型荧光淬灭化合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及化合物，更具体地，涉及一种dna嵌入型荧光淬灭化合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、荧光淬灭化合物是一类具有可降低荧光分子发光强度基团的化合物。目前被广泛采用的小分子荧光淬灭化合物的工作原理主要是通过荧光共振能量转移(fret)对邻近的荧光分子进行淬灭，具体是淬灭基团从荧光分子激发态接受能量，然后将这些能量以非辐射形式释放出来，从而导致荧光分子发射荧光的效率降低。基于fret机理的荧光淬灭效应已经被广泛用于荧光成像、荧光分析等领域，如基于寡核苷酸荧光探针(taqman探针)的荧光定量pcr(qpcr)。常见的荧光淬灭基团有bhq系列(bhq-1/2/3)分子、eclipse淬灭基团以及可以淬灭蓝色荧光的dabcyl(偶氮苯甲酸)淬灭剂等少数几种。可见目前荧光淬灭化合物的种类和数量都较少，较难满足荧光分析的需求。此外，用于荧光定量pcr的淬灭化合物不具有dna嵌入功能，这些淬灭化合物及相应的荧光分子均需要与寡核苷酸共价偶联形成基于fret的核酸探针后才能够用于荧光分析。

2、因此，亟需开发一种荧光淬灭化合物，具有dna嵌入功能，无需免共价标记就能够用于构建具有序列鉴别能力和优异灵活性的探针，用于荧光分析。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种dna嵌入型荧光淬灭化合物及其制备方法和应用。本发明提供的dna嵌入型荧光淬灭化合物具有可见光区的吸收，具有一定的dna序列选择性，无需进行化学标记即可与荧光染料形成fret用于荧光分析，提高检测效率，降低成本。

2、本发明的第一方面提供一种dna嵌入型荧光淬灭化合物。

3、具体地，一种dna嵌入型荧光淬灭化合物，具有如下式ⅰ-式ⅳ所示任意一种结构式：

4、

5、本发明提供的荧光淬灭化合物(quinoline-based quencher，简称为qq-1、qq-2、qq-3、qq-4，即分别对应式ⅰ-式ⅳ化合物)以n-甲基喹啉基团作为电子受体，与具有给电性的n,n-二甲基芳环通过双键连接形成共轭体系，具有喹啉骨架结构，这类荧光淬灭化合物具有可见光区的吸收，但是不具备荧光性能，且均具有一定的dna序列选择性，当荧光淬灭化合物与a-t dna双链结合时，吸收光谱表现出明显的红移，溶液从红紫色变为蓝色。本发明提供的荧光淬灭化合物具有dna嵌入功能，这类化合物不仅可以作为荧光淬灭试剂用于核酸的pcr检测，而且其还具有dna结合能力，可以稳定引物与扩增模板形成的dna双链，从而增强探针的熔解温度(tm值)，这种结合能力使该类淬灭基团具有类似于dna双链小沟结合基团(mgb)的功能，从而可以实现更短的探针设计，提供更好的序列鉴别能力和灵活性。此外，dna嵌入型淬灭化合物可通过免共价标记的方式与荧光分子搭配实现相关的荧光分析，这种设计可以减少化学标记的步骤，从而提高效率、降低检测成本。

6、本发明的第二方面提供一种dna嵌入型荧光淬灭化合物的制备方法。

7、一种dna嵌入型荧光淬灭化合物的制备方法，包括如下步骤：

8、将芳香醛化合物与n-甲基喹啉在碱性条件下发生缩合反应，制得所述dna嵌入型荧光淬灭化合物。

9、优选地，所述芳香醛化合物具有如下所示任意一种结构式：

10、

11、优选地，在ph值≥10的碱性条件下发生缩合反应。

12、优选地，将芳香醛化合物与n-甲基喹啉溶于溶剂中，加入有机碱至ph值≥10，然后进行缩合反应，制得所述dna嵌入型荧光淬灭化合物。

13、优选地，所述缩合反应的温度为40-60℃，和/或所述缩合反应的时间为1-10h。

14、优选地，所述溶剂为乙腈、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中的至少一种。

15、优选地，所述有机碱为吡咯烷、哌啶、甲基哌嗪中的至少一种。

16、优选地，所述缩合反应结束后，还包括冷却至室温，除去溶剂，层析纯化，制得所述dna嵌入型荧光淬灭化合物。

17、优选地，利用旋转蒸发仪除去溶剂。

18、优选地，所述层析纯化以甲醇和二氯甲烷混合物为洗脱液，利用硅胶柱层析纯化，制得所述dna嵌入型荧光淬灭化合物。

19、本发明的第三方面提供一种dna嵌入型荧光淬灭化合物的应用。

20、一种dna嵌入型荧光淬灭化合物在免标记荧光分析、核酸酶荧光分析中的应用。

21、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

22、本发明提供了一种dna嵌入型荧光淬灭化合物，具有如式ⅰ-式ⅳ所示任意一种结构式，具有可见光区的吸收，具有一定的dna序列选择性，其中荧光淬灭基团与a-t dna双链结合时其吸收光谱表现出明显的红移，溶液从红紫色变为蓝色；本发明提供的dna嵌入型荧光淬灭化合物可以进一步用于设计限制性内切酶ecor v以及dna酶(dnase)的荧光分析体系，dna嵌入型淬灭化合物可通过免共价标记的方式与荧光分子搭配实现相关的荧光分析，无需进行化学标记即可与荧光染料形成fret用于荧光分析，可以减少化学标记的步骤，从而提高效率、降低检测成本，在相关分析中具有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种dna嵌入型荧光淬灭化合物，其特征在于，具有如下式ⅰ-式ⅳ所示任意一种结构式：

2.权利要求1所述的dna嵌入型荧光淬灭化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述芳香醛化合物具有如下所示任意一种结构式：

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在ph值≥10的碱性条件下发生缩合反应。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将芳香醛化合物与n-甲基喹啉溶于溶剂中，加入有机碱至ph值≥10，然后进行缩合反应，制得所述dna嵌入型荧光淬灭化合物。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缩合反应的温度为40-60℃，和/或所述缩合反应的时间为1-10h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙腈、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机碱为吡咯烷、哌啶、甲基哌嗪中的至少一种。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述层析纯化以甲醇和二氯甲烷混合物为洗脱液，利用硅胶柱层析纯化，制得所述dna嵌入型荧光淬灭化合物。

10.权利要求1所述的dna嵌入型荧光淬灭化合物在免标记荧光分析、核酸酶荧光分析中的应用。

技术总结本发明属于化合物技术领域，提供了一种DNA嵌入型荧光淬灭化合物及其制备方法和应用，本发明提供了一种DNA嵌入型荧光淬灭化合物，具有可见光区的吸收，具有一定的DNA序列选择性，本发明提供的DNA嵌入型荧光淬灭化合物可以进一步用于设计限制性内切酶EcoR V以及DNA酶的荧光分析体系，DNA嵌入型淬灭化合物可通过免共价标记的方式与荧光分子搭配实现相关的荧光分析，可以减少化学标记的步骤，从而提高效率、降低检测成本，在相关分析中具有较好的应用前景。技术研发人员：吕培军,李辉,刘芳,巫仕梅,张馨月受保护的技术使用者：广东普洛凯生物科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18