一种多模式分子探针制造技术

本发明专利技术公开了一种多模式分子探针I，本发明专利技术所述的分子I制备条件温和，步骤简便，该分子探针具有近红外荧光团，其可以在近红外波段进行荧光检测，也具有氮氧自由基基团，可以被ESR波谱检测，同时也可以使用MRI成像，氮氧自由基基团的信号可以用于反映氧化还原状态的变化。

A multimode molecular probe

The invention discloses a multi mode molecular probe I, which has mild preparation conditions and simple steps. The molecular probe has near infrared fluorophores. The molecular probe can be detected in the near infrared spectrum, also has a free radical group of nitrogen oxygen, can be detected by ESR spectroscopy, and can also use MRI imaging and nitrogen oxygen. The signal of radical group can be used to reflect the change of redox state.

【技术实现步骤摘要】
一种多模式分子探针(一)
本专利技术涉及化学分析、生物分析领域，尤其涉及一种多模式分子探针及其合成方法和用途。(二)
技术介绍
细胞和生物组织的氧化还原状态是一个非常重要的指标，很多生物过程中如肿瘤、衰老、免疫等过程，都涉及到氧化还原状态的变化。自由基和活性氧是影响细胞和生物组织的氧化还原状态的重要参与者，研发用于检测自由基和活性氧的方法具有非常重要的价值。荧光检测具有操作简便、适合活细胞检测等显著的优点，它在生物学中的应用得到了迅猛发展。荧光成像也被扩展到小动物成像等研究，在医学、药学等研究领域发挥了重要作用。近年来，大量荧光探针被设计合成出来，为荧光检测和荧光成像的发展提供了重要支撑。荧光成像的优点是检测方便、灵敏度高，主要的一个缺点是光信号透射深度受到限制，特别是对于发射波长在可见光范围内的分子荧光探针，其信号难以穿透组织。电子自旋共振波谱法(ElectronSpinResonanceSpectroscopy，ESR)，是检测组织、细胞或者其提取液中的自由基的最主要的方法。ESR检测的优点是可以检测到自由基的信号，缺点是该技术较为复杂，ESR波谱仪和ESR成像仪器普及程度很低，也难以用于检测组织深处的情况(Electronparamagneticresonanceasauniquetoolforskinandhairresearch.ExperimentalDermatology2009；18：472-484.)。核磁共振成像(MagneticResonanceImaging)是目前广泛应用的成像技术，无论在临床医学实践还是基础研究中都发挥了非常重要的作用。MRI技术的优点是空间分辨率高，可以进行全身三维成像。MRI能够用于检测氮氧自由基类的化合物(CancerRes2006；66(20)：9921-8)，并以此反映氧化还原状态的变化情况。鉴于以上研究背景，如果能够开发出可被多种技术手段检测的分子探针，即多模式分子探针，将能结合各个显像技术的优点，克服现有技术的不足，具有不错的应用前景。(三)
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是解决现有技术的不足，提供一种多模式分子探针，该分子探针具有近红外荧光团，其可以在近红外波段进行荧光检测，也具有氮氧自由基基团，可以被ESR波谱检测，同时也可以使用MRI成像。本专利技术采用的技术方案为：一种分子探针，其特征在于该分子探针具有如下结构式(I)：上述分子探针通过具有NHS活性酯的化合物(式II)与4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶1-氧自由基之间的缩合反应制备，反应式如下：该反应的溶剂可以是二甲基甲酰胺DMF，反应试剂为二异丙基乙胺DIPEA，室温下反应，反应产物通过HPLC分离纯化得到。上述分子探针可用于生物体系中氧化还原状态的检测分析。应用上述分子探针进行氧化还原检测分析的方法包括以下：荧光检测：分子探针溶解于PBS缓冲液(DMSO助溶)至浓度100μM，装入样品盒中，近红外荧光显像的参数是：激发波长：675nm，发射波长：693nm。MRI成像：分子探针溶解于PBS缓冲液(DMSO助溶)至浓度100μM，装入样品盒中，MRI显像的参数是：序列SPGR；TR75ms；TE3.1ms；FA45degree。ESR波谱检测：分子探针溶解于PBS(DMSO助溶)至浓度10μM，用毛细管吸取，石蜡封装，放入ESR样品检测腔内检测。本专利技术所述的分子I制备条件温和，步骤简便，该分子探针具有近红外荧光团，其可以在近红外波段进行荧光检测，也具有氮氧自由基基团，可以被ESR波谱检测，同时也可以使用MRI成像，氮氧自由基基团的信号可以用于反映氧化还原状态的变化。(四)附图说明图1：室温下，探针I(100μM)的近红外荧光显像。激发波长：675nm，发射波长：693nm，荧光图像已叠加到样品盒图像上。探针加入到样品盒第二列中间2孔中。图2：室温下，探针I(100μM)的核磁共振成像。序列SPGR；TR75ms；TE3.1ms；FA45degree。探针加入到样品盒第二列中间2孔中。(五)具体实施方式下面以具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此：具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：制备探针I：将NHS活性酯的化合物(购于LumiprobeCorporation，Maryland，USA)(式II)(1μmol)与4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶1-氧自由基(1.2μmol)在二甲基甲酰胺DMF(1ml)，加入1μL二异丙基乙胺DIPEA，室温下反应1小时，可通过HPLC分离纯化方法，产物具深蓝色，得最终产物0.5mg，产率68％。HRMS(ESI)：m/z(C49H60N4O2)+：计算值736.4716，检测值736.6246。ESR波谱检测，反应产物具有氮氧自由基的特征三重峰(3592.78G，3510.11G，3526.55G)。产物被维生素C还原后，氮氧自由基被还原为N-羟基，测其质谱，HRMS(ESI)：m/zfor(C49H61N4O2)+：计算值737.4795，检测值737.4801，可以验证该化合物具有式(I)的特征结构。实施例2：分子探针的荧光成像和核磁共振成像：荧光检测：分子探针溶解于PBS缓冲液(DMSO助溶)至浓度100μM，装入样品盒中，近红外荧光显像的参数是：激发波长：675nm，发射波长：693nm。如附图1所示，MRI成像：分子探针溶解于PBS缓冲液(DMSO助溶)至浓度100μM，装入样品盒中，MRI显像的参数是：序列SPGR；TR75ms；TE3.1ms；FA45degree。如附图2所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分子探针，其特征在于该探针具有如下结构式(I)：

【技术特征摘要】
1.一种分子探针，其特征在于该探针具有如下结构式(I)：2.一种如权利要求1所述分子探针的合成方法，其特征在于通过具有NHS活性酯的化合物(式II)与4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶1-氧自由基之间的缩合反应制备得到化合物(I)，反应式如下：3.一种如权利要求2所述分子探针的合成方法，其特征在于该反应的溶剂是二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，舒强，赵正言，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33