用于细胞成像和药物筛选的基于具有聚集诱导发射特征之荧光团的发光探针制造技术

技术编号:14692721 阅读:68 留言:0更新日期:2017-02-23 15:33
本发明专利技术涉及发光团以及包含靶标识别基序、亲水性部分、连接部分和至少一个发光团的化学组合物。另外提供了以下方法:使用含有发光团的组合物来评估前药转变成其活性形式、评估前药的治疗效力、检测生物样品中的谷胱甘肽、检测样品中的碱性磷酸酶以及进行荧光成像或磁共振成像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2014年1月27日提交的美国临时申请No.61/932,007的权益。上述申请的全部教导均通过引用并入本文。
技术介绍
细胞内分子监测和药物筛选可提供对细胞的生物学状态和药物的治疗效力的有价值了解。已使用基于聚集诱导发射(aggregation-inducedemission,AIE)荧光团和水溶性肽的荧光发光探针(light-upprobe)来进行细胞蛋白质的实时监测。第一代特异性AIE探针的设计受限于具有高水溶性的基于肽的识别元件。为了扩展设计原理以包括更广泛的识别元件(例如,如疏水性分子、小分子等),有必要开发更通用的策略。专利技术概述本专利技术涉及AIE荧光团(包括具有激发态分子内质子转移(excitedstateintramolecularprotontransfer,ESIPT)特征的那些)、AIE发光探针的开发,以及它他们在感测、成像和药物筛选中的应用。更特别地,本文中描述了一系列的荧光发光探针,其一般性地包含AIE荧光团、识别部分、靶向配体和亲水单元(例如,5个天冬氨酸)以确保该探针的良好水溶性。由于AIE荧光团的独特性质,所述探针在水性介质中是非荧光的,但是当被细胞内分子切割后变得具有高发射性。所述探针能够以高信噪比实现细胞内分子的发光监测和药物筛选。基于类似的设计原理,用表现出AIE和ESIPT特征二者的荧光团取代传统的AIE荧光团可简化这样的设计,因为所述探针总是非荧光的而与探针的水溶性无关。由于AIE探针设计策略可通过简单地将识别部分替换成化学生物学中其他的可切割接头而推广用于执行多种任务,其开创了设计用于细胞内分子成像和药物筛选的特异性发光探针的新机会。附图简述如附图中所举例说明的,前述内容将根据对本专利技术的示例性实施方案的以下更具体描述而显而易见,在附图中类似的附图标记指在不同视图中的相同部分。附图不必按比例绘制,相反,重点在于对本专利技术的一些实施方案进行举例说明。图1A至1B示出了DMA-HC的发射谱和峰强度图。图1A示出了在具有不同水分数(fw)的THF/水混合物中DMA-HC(20μM)的发射谱。图1B示出了峰强度相对于fH·λex=430nm的图。图2A至2B示出了HC-phos的发射谱和比率荧光(ratiometricfluorescence)强度图。图2A示出了40μMHC-phos在37℃下在添加不同活性的ALP之后在50mMTris-HCl缓冲溶液(pH9.2)中的发射谱。图2B示出了比率荧光强度(I641/I539)相对于ALP活性(孵育时间:45分钟;λex=430nm)的图。图3示出了经孵育25分钟的Hela细胞的明场和荧光图像(激发波长为460nm至490nm)。图像A至B分别示出了未经染色之对照的明场和荧光图像。图像C至D分别示出了经HC-phos(10μM)处理的细胞的明场和荧光图像。图像E至F分别示出了经HC-phos(10μM)和左旋咪唑(4mM)处理的细胞的明场和荧光图像。图4示出了显示二乙基二硫代氨基甲酸盐(DDTC)与顺铂和还原的Pt(IV)前药之反应的HPLC色谱图。色谱图A示出了单独的DDTC。色谱B示出了DDTC与顺铂的反应。色谱图C示出了DDTC与TPS-DEVD-Pt-cRGD的反应。色谱图D示出了DDTC与TPS-DEVD-Pt-cRGD(10μM)在1mM抗坏血酸存在下持续12小时的反应。图5A至5F示出了TPS-CH2N3、TPS-DEVD-NH2和TPS-DEVD-Pt-cRGD的光致发光(photoluminescence,PL)谱和/或图。图5A示出了TPS-CH2N3、TPS-DEVD-NH2、TPS-DEVD-Pt-cRGD在DMSO/PIPE(v/v=1/199)中的PL谱。图5A中的摄影插图拍摄于UV灯在365nm处的照明之下。图5B示出了TPS-DEVD-Pt-cRGD在经抗坏血酸和胱天蛋白酶-3于抑制剂5-[(S)-(+)-2-(甲氧基甲基)吡咯烷基]磺酰基靛红(10μM)存在和不存在下处理之后的PL谱。图5C示出了TPS-DEVD-Pt-cRGD在经抗坏血酸处理之后在DMSO/PIPE缓冲液(v/v=1/199)中在胱天蛋白酶-3存在下的时间依赖性荧光谱。图5D示出了经抗坏血酸(1mM)预处理的TPS-DEVD-Pt-cRGD(10μM)在添加在胱天蛋白酶-3(200pM)之后从0至120分钟在485nm处的PL强度。图5D的数据表示平均值+/-标准偏差,n=3。图5E示出了经抗坏血酸(1mM)预处理的TPS-DEVD-Pt-cRGD(10μM)与不同量的胱天蛋白酶-3(0、10、25、50、100和200pM)在DMSO/PIPE缓冲液(v/v=1/199)中孵育60分钟的PL谱。图5F示出了经抗坏血酸(1mM)预处理的TPS-DEVD-Pt-cRGD(10μM)在DMSO/PIPE缓冲液(v/v=1/199)中在添加不同量胱天蛋白酶-3保持60分钟之后在485nm处的PL强度。图5F的数据表示平均值+/-标准偏差,n=3。图6A至6B示出了TPS-DEVD-Pt-cRGD的(I-I0)/I0图和PL谱。图6A示出了TPS-DEVD-Pt-cRGD在与不同的蛋白质孵育60分钟之后的(I-I0)/I0的图,其中I和I0分别是蛋白质浓度为200pM和0pM时的PL强度。图6B示出了TPS-DEVD-Pt-cRGD在凋亡U87-MG细胞裂解液(Ap-U87-MG)和正常U87-MG细胞裂解液(Nor-U87-MG)中的时间依赖性PL谱。图6B的数据表示平均值+/-标准偏差,n=3。图7示出了涉及经TPS-DEVD-Pt-cRGD处理的细胞的CLSM和共聚焦图像以及荧光/核覆盖图像(所有的图像均共有20μm的相同比例尺)。图像A至D示出了展示经TPS-DEVD-Pt-cRGD(5μM)染色的U87-MG细胞的凋亡进程的实时CLSM图像(细胞核用DRAQ5进行活染色)。图像E至F分别示出了MCF-7和293T细胞在经TPS-DEVD-Pt-cRGD(5μM)处理6小时之后的共聚焦图像(细胞核用DRAQ5进行活染色)。图像G至L分别是图像A至F的对应荧光/核覆盖图像。图8示出了U87-MG细胞在经TPS-DEVD-Pt-cRGD处理之后的CLSM图像(所有的图像均共有20μm的相同比例尺)。A部分的三幅图像示出了U87-MG细胞在经TPS-DEVD-Pt-cRGD(5μM)和胱天蛋白酶-3抗体于抑制剂不存在下处理之后的CLSM图像。B部分的三幅图像示出了U87-MG细胞在经TPS-DEVD-Pt-cRGD(5μM)和胱天蛋白酶-3抗体于抑制剂(5μM)存在下处理之后的CLSM图像。图9A至9B示出了细胞生存力和凋亡引起的PL强度的相关性。图9A示出了U87-MG细胞在经不同浓度的TPS-DEVD-Pt-cRGD处理之后的细胞生存力(72小时)和凋亡引起的PL强度(6小时)的相关性。图9B示出了MCF-7细胞在经不同浓度的TPS-DEVD-Pt-cRGD处理之后的细胞生存力(72小时)和凋亡引起的PL强度(6小时)的相关性。图10A至10D示出了本文档来自技高网...
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【技术保护点】
化学组合物,其包含:靶标识别基序、亲水性部分、连接部分和至少一个发光团,其中所述发光团表现出聚集诱导发射特性,并且进一步其中所述靶标识别基序、亲水性部分、连接部分和至少一个发光团通过共价连接以线性阵列连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 US 61/932,0071.化学组合物,其包含:靶标识别基序、亲水性部分、连接部分和至少一个发光团,其中所述发光团表现出聚集诱导发射特性,并且进一步其中所述靶标识别基序、亲水性部分、连接部分和至少一个发光团通过共价连接以线性阵列连接。2.权利要求1所述的组合物,其中所述连接部分是前药。3.权利要求2所述的组合物,其中所述前药是铂(IV)络合物。4.权利要求1所述的组合物,其中所述连接部分是可切割的连接基团。5.权利要求4所述的组合物,其中所述可切割的连接部分是二硫键。6.权利要求1所述的组合物,其中所述发光团是四苯基乙烯、四苯基噻咯或具有下式结构的发光团,或者其可药用盐:其中:R1选自H、(C1-C6)烷基、(C3-C6)环烷基、(C6-C10)芳基、(C3-C10)杂芳基或(C2-C6)烯基;每个R2独立地选自H、NHR3、N(R3)2、(C1-C6)烷基、(C3-C6)环烷基、(C6-C10)芳基、(C3-C10)杂芳基、-O(C1-C6)烷基、(C2-C6)烯基、CH=CH((C3-C10)杂芳基)或CH=CH((C6-C10)芳基);并且R3选自H、(C1-C6)烷基或(C3-C6)环烷基;并且其中所述发光团任选地且独立地被选自以下的一个或更多个取代基取代:(C3-C10)杂芳基、其中*表示与发光团残基连接的点并且**表示与所述前药、靶标识别基序或亲水性肽连接的点。7.权利要求1所述的组合物,其中所述发光团具有下式的结构:其中R1是C2H5或C6H13;或者其中所述发光团具有下式的结构:8.权利要求1所述的组合物,其中所述亲水性部分包含亲水性肽、自组装肽、寡核苷酸、水溶性聚合物或经带电侧基官能化的烷基链。9.权利要求8所述的组合物,其中所述亲水性肽包含含有Lys、Asp、Arg、His或Glu中至少一个的氨基酸残基序列。10.权利要求8所述的组合物,其中所述亲水性肽是Asp-Asp-Asp-Asp-Asp(SEQIDNO:1)或Asp-Glu-Val-Asp(SEQIDNO:2)。11.权利要求8所述的组合物,其中所述自组装肽是(Ala-Glu-Ala-Glu-Ala-Lys-Ala-Lys)2(SEQIDNO:3)。12.权利要求1所述的组合物,其中所述靶标识别基序对细胞膜受体具有亲和力。13.权利要求12所述的组合物,其中所述靶标识别基序是对整联蛋白αvβ3具有亲和力的环(Arg-Gly-Asp)残基。14.权利要求4所述的组合物,其中所述靶标识别基序与亲水性肽共价键合,所述亲水性肽与所述可切割的连接基团共价键合,并且所述可切割的连接基团与所述发光团共价键合。15.权利要求2所述的组合物,其中所述靶标识别基序与亲水性肽共价键合,所述亲水性肽与所述前药共价键合,并且所述前药与所述发光团共价键合。16.权利要求2所述的组合物,其中所述靶标识别基序与所述前药共价键合,所述前药与亲水性肽共价键合,并且所述亲水性肽与所述发光团共价键合。17.权利要求4所述的组合物,其中所述靶标识别基序与所述可切割的连接基团共价键合,所述可切割的连接基团与亲水性肽共价键合,并且所述亲水性肽与所述发光团共价键合。18.权利要求14所述的组合物,其具有下式的结构:或其可药用盐。19.权利要求15所述的组合物,其具有下式的结构:或其可药用盐。20.权利要求16所述的组合物,其具有下式的结构:...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘斌邵进军袁友永梁敬唐本忠宋哲刚陈奕龙郭子健
申请(专利权)人:新加坡国立大学香港科技大学
类型:发明
国别省市:新加坡;SG

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