一种具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒及其制备和应用。该磁性纳米微粉粒同时具备磁共振成像和光学成像两种功能，既能用于阿尔茨海默氏病淀粉样蛋白Aβ斑块成像，同时对Aβ‑样淀粉蛋白聚合具有抑制作用，可以用于制备治疗阿茨海默症的药物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医药领域，特别涉及一种具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒及其制备和应用。
技术介绍
阿尔茨海默症(AD)是一种退行性脑神经系统疾病，属于最常见的老年痴呆症的一种。针对AD的病理机制主要有3种假说:淀粉样蛋白沉积、神经元纤维缠结(neurofibrillary tangles)以及胆碱能神经元退行性病变。其中“淀粉样级联假说”被人们广泛认可，该假说认为：在AD发生的早期，β-淀粉样蛋白(Aβ，主要是Aβ40和Aβ42)逐渐聚合沉积形成淀粉样斑块，引发tau蛋白磷酸化和神经纤维缠结，最终导致神经元丢失、退化和痴呆。由于AD发病隐蔽性强，病程缓慢，对AD的早期诊断极为关键，因此研究和开发针对Aβ斑块的诊断试剂，对于在分子水平研究AD的病理生理过程、以及为疾病的早期诊断和治疗提供依据显得尤为迫切。分子成像技术对患者创伤小，在分子水平上具有高敏感性，很有希望为AD早期诊断和治疗提供有效依据。磁共振成像(MRI)、正电子发射断层成像(PET)、单光子发射计算机断层显像(SPECT)和近红外荧光(NIRF)成像均能够提供AD脑部变化的信息，具有进行人和动物模型的AD诊断潜力。目前，应用于AD患者早期诊断的主要是PET和SPECT成像的Aβ探针，但PET/SPECT成像成本高、有放射性危险、采集数据耗时长、核发射正电子半衰期短且同位素可用性狭窄。近红外荧光(NIRF)成像方法具有许多优点，包括灵敏度高、检测安全、实时成像、成本适中等。近年来有一些关于检测Aβ斑块的近红外荧光探针的报道，如噁嗪类衍生物(AOI987)、噻吩类衍生物(NIAD)、姜黄素类衍生物(CRANAD)、硼二吡咯亚甲基类衍生物(BODIPY)、氨基萘-2-氰基丙烯酸酯类衍生物(ANCA)、共轭π电子链类(DANIRs)。但是，大多数近红外荧光(NIRF)成像探针都无法满足脑Aβ斑块成像的多种严格要求，如需要良好的血脑屏障通透性、对Aβ斑块高选择性和较强的亲和力、具有低神经毒性和良好的生物稳定性等。另外，核磁共振具有较高的空间分辨率、较好的软组织对比度，是研究神经系统病变的一个有力工具，它可以帮助更好的研究AD的发病机制、发生发展过程，同时为药物开发、治疗跟踪提供重要的信息。然而，目前诊断成像方法都有其各自固有的优点和缺点，如果能够提供一种汇集两个诊断方法优点的成像探针，这将能提高诊断的效率和精准度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒，同时具备磁共振成像和光学成像两种功能，既能用于阿尔茨海默氏病淀粉样蛋白Aβ斑块成像，同时对Aβ-样淀粉蛋白聚合具有抑制作用，可以用于治疗阿茨海默症。本专利技术的另一目的在于提供一种上述多功能近红外荧光磁性纳米微粒的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供一种上述多功能近红外荧光磁性纳米微粒的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒，其通式为：其中，m为整数1或2；n为整数1或2；R为氢或氯。上述具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒的制备方法，包括下述步骤：(1)化合物2、化合物3的制备：在氢化钠碱性条件下，化合物0(式0)与碘甲烷在DMF中反应生成化合物1(式1)；在氩气保护下,化合物1与三氯氧磷在DMF中反应回流10～20小时，得到接有一个醛基的化合物2(式2)；以三(3,6-二氧杂庚基)胺为相转移催化剂，碳酸氢钠/碳酸钠饱和溶液体系为碱性介质，以二氯甲烷为反应溶剂，化合物2与(1,3-二氧戊环-2-基)甲基三苯基溴化瞵回流反应20～30小时，经柱层析或重结晶提纯后，得到化合物3(式3)；如反应式I所示；(2)化合物5的制备：在碱性条件下，化合物4(式4)与2,2'–(硫代羰基(硫))二乙酸盐酸盐发生缩合反应，然后通过柱层析法提纯，得到化合物5(式5)；如反应式II所示；(3)化合物7、化合物9的制备：以二氯甲烷为溶剂，化合物2与化合物5(n＝1)进行Knoevenagel缩合反应，在常温下反应2～5小时，通过柱层析法提纯，得到化合物6(式6)，然后在常温和三氟乙酸酸性条件下，化合物6进行脱脂反应，重结晶后得到化合物7(式7)；用同样的实验条件，化合物2与化合物5(n＝2)进行Knoevenagel缩合反应，可以得到化合物8(式8)，化合物8进行脱脂反应，重结晶后得到化合物9(式9)；如反应式III所示；(4)化合物11、化合物13的制备：以二氯甲烷为溶剂，化合物3与化合物5(n＝1)进行Knoevenagel缩合反应，在常温下反应2～5小时，通过柱层析法提纯，得到化合物10(式10)，然后在常温和三氟乙酸酸性条件下，化合物10进行脱脂反应，重结晶后得到化合物11(式11)；用同样的实验条件，化合物3与化合物5(n＝2)进行Knoevenagel缩合反应，可以得到化合物12(式12)，化合物12进行脱脂反应，重结晶后得到化合物13(式13)；如反应式IV所示；(5)在三乙胺的碱性条件下，聚乙二醇(PEG)与溴乙酰氯反应，得到BBrAc-PEG(式14)；然后BBrAc-PEG与等当量多巴胺进行取代反应，得到DPA-PEG-BrAc(式15)；DPA-PEG-BrAc再与N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺进一步取代反应，得到DPA-PEG-NHBoc(式16)，随后DPA-PEG-NHBoc脱保护，得到DPA-PEG-NH2(式17)；如反应式V所示；(6)四氧化三铁纳米颗粒的制备：先将三乙酰丙酮铁(III)溶解在苄基醚和油胺的混合溶液中，在氩气和120～130℃下脱水，1～2小时后，将温度迅速升至270～300℃，在氩气下搅拌2～4小时；然后将反应混合物冷却到室温，加入乙醇到反应混合物中，用离心机进行沉淀，得四氧化三铁纳米颗粒(式18)；(7)四氧化三铁的DPA-PEG-NH2的制备：在碱性条件和溶剂中，将四氧化三铁纳米颗粒分散在二氯甲烷中，然后加入DPA-PEG-NH2，在氩气、25℃下搅拌16～24小时，然后超声处理15～30分钟，用己烷沉淀，用离心方法收集得到四氧化三铁的DPA-PEG-NH2(式19)；(8)多功能近红外荧光磁性纳米微粒的制备：在二环己基碳二亚胺(简称DCC)作为偶联剂和三乙胺作为碱存在条件下，化合物7、化合物9、化合物11(R为H)、化合物11(R为Cl)、化合物13在溶剂中分别与N-羟基琥珀酰亚胺(简称NHS)进行偶联反应，得到活化的中间体(式20)，然后该中间体进一步与四氧化三铁的DPA-PEG-NH2(式19)偶联反应，最终制备得到五种多功能近红外荧光磁性纳米微粒(分别简称PH-1、PH-2、PH-3、PH-4、PH-5)，如反应式VI所示。步骤(7)中，碱性条件采用三乙胺，所述溶剂为二甲基亚砜。步骤(8)中，所述溶剂为二甲基亚砜，反应条件为在室温并氩气下搅拌16～24小时。上述具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒在制备用于治疗阿茨海默症的药物中的应用。本专利技术与现有技术相比具有如下优点和效果：(1)本专利技术的近红外荧光磁性纳米微粒，能够汇集两个诊断方法即近红外荧光和核磁共振成像的优点，能提高诊断的效率和精准度。(2)本专利技术的近红外荧光磁性纳米微粒，不仅能作为诊断试剂，而且能作为药物应用于阿茨海默症。(3)本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒，其通式为：其中，m为整数1或2；n为整数1或2；R为氢或氯。

【技术特征摘要】
1.一种具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒，其通式为：其中，m为整数1或2；n为整数1或2；R为氢或氯。2.一种权利要求1所述的具有多功能近红外荧光磁性纳米微粒的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)化合物2、化合物3的制备：在氢化钠碱性条件下，化合物0(式0)与碘甲烷在DMF中反应生成化合物1(式1)；在氩气保护下,化合物1与三氯氧磷在DMF中反应回流10～20小时，得到接有一个醛基的化合物2(式2)；以三(3,6-二氧杂庚基)胺为相转移催化剂，碳酸氢钠/碳酸钠饱和溶液体系为碱性介质，以二氯甲烷为反应溶剂，化合物2与(1,3-二氧戊环-2-基)甲基三苯基溴化瞵回流反应20～30小时，经柱层析或重结晶提纯后，得到化合物3(式3)；如反应式I所示；(2)化合物5的制备：在碱性条件下，化合物4(式4)与2,2'–(硫代羰基(硫))二乙酸盐酸盐发生缩合反应，然后通过柱层析法提纯，得到化合物5(式5)；如反应式II所示；(3)化合物7、化合物9的制备：以二氯甲烷为溶剂，化合物2与化合物5(n＝1)进行Knoevenagel缩合反应，在常温下反应2～5小时，通过柱层析法提纯，得到化合物6(式6)，然后在常温和三氟乙酸酸性条件下，化合物6进行脱脂反应，重结晶后得到化合物7(式7)；用同样的实验条件，化合物2与化合物5(n＝2)进行Knoevenagel缩合反应，可以得到化合物8(式8)，化合物8进行脱脂反应，重结晶后得到化合物9(式9)；如反应式III所示；(4)化合物11、化合物13的制备：以二氯甲烷为溶剂，化合物3与化合物5(n＝1)进行Knoevenagel缩合反应，在常温下反应2～5小时，通过柱层析法提纯，得到化合物10(式10)，然后在常温和三氟乙酸酸性条件下，化合物10进行脱脂反应，重结晶后得到化合物11(式11)；用同样的实验条件，化合物3与化合物5(n＝2)进行Knoevenagel缩合反应，可以得到化合物12(式12)，化合物12进行脱脂反应，重结晶后得到化合物13(式13)；如反应式IV所示；(5)在三乙胺的碱性条件下，聚乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈惠雄，帕斯卡·道，叶飞飞，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44