比率型近红外II区荧光探针、其构建方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种比率型近红外II区荧光探针、其构建方法及应用。所述比率型近红外II区荧光探针包括作为乳腺癌特异性miRNA识别及信号放大单元的DNA发卡结构；作为信号报告单元修饰于所述DNA发卡结构上的荧光供体及荧光受体，所述荧光供体包括发射波长在近红外II区波段的双发射量子点；装载于所述DNA发卡结构上的药物分子；以及，作为靶向递送载体的生物细胞来源的细胞囊膜。通过本发明专利技术的比率型荧光纳米探针，可以实现原位、实时、高灵敏、高特异性乳腺癌分期、分型评估。

【技术实现步骤摘要】
比率型近红外II区荧光探针、其构建方法及应用
本专利技术涉及一种近红外II区荧光探针，具体涉及一种用于乳腺癌分期、分型的比率型近红外II区荧光探针及其构建方法与应用，并属于生物医学

技术介绍
乳腺肿瘤的患者在中国仍至全球女性恶性肿瘤中位居首位，发病率正以每年2％-3％的速度递增，且呈现年轻化趋势，极大威胁女性身心健康。乳腺癌的治疗无论是传统的手术治疗、化疗和放疗，还是内分泌治疗和靶向治疗，临床分期、分型至关重要。组织活检和病理学分析在肿瘤分期、分型的研究及临床实践中一直具有不可替代的重要作用。TNM分期系统是目前国际上最为通用的肿瘤分期系统，T代表肿瘤的大小和生长浸润范围，N代表区域淋巴结转移程度，M代表远位脏器有无血性转移。《中国抗癌协会乳腺癌诊治指南与规范》(2019年版)将乳腺癌前哨淋巴结活检(SLNB)作为乳腺癌分期、判断预后和指导辅助治疗选择的最重要指标。SLNB也已作为乳腺癌分期的金标准写入美国国立综合癌症网络(NCCN)临床实践指南。临床常根据病理类型将乳腺癌进行分型，根据不同类型进行对症治疗：受体阳性的乳腺癌以内分泌治疗为主，HER2过表达型采取曲妥珠单抗辅助靶向治疗；三阴性乳腺癌(TNBC)主要进行化疗。SLNB和临床病理检测存在以下问题：1)有创检测，导致潜在的转移、感染等风险；2)病理样品制备、读取过程耗时耗力，且主观影响大；3)肿瘤具异质性，有限的穿刺不能获得完整的立体组织病理信息，易造成漏检。因此，发展一种精准的乳腺癌分期、分型活体成像技术将对指导乳腺癌临床治疗具有重大意义。活体荧光成像技术具有图像直观、灵敏度高、成本低、绿色安全等一系列优势，已经成为生物医学研究和临床实践的重要影像技术手段。特别是波长位于1000-1700nm的近红外II区，几乎无自发荧光干扰，活体组织对该波段光子的组织吸收和散射显著降低，使其具有更高的组织穿透深度和空间分辨率，被视为最具潜力的下一代活体荧光影像技术。而近红外II区荧光量子点因其优越的光学性能(量子产率高、宽吸收窄发射、光稳定性好等)，可实现高组织穿透深度、高时空分辨、多通道成像，是乳腺癌分期、分型活体成像较为理想的荧光材料。在分子水平针对肿瘤生物标志物的鉴别是实现早期诊断的关键。研究证实，基于miRNA表达谱(如miR-424、miR-125a-5P、mi-627等)，TNBC可以分为至少六个不同的分子亚型。因此，miRNA可为乳腺癌的早期检测及组织分型提供精准分子靶标。基于此，如何将荧光活体影像技术与分子诊断相结合，以实现乳腺癌原位、实时、精准分期及分型，仍是临床亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决现有技术中的以上问题，提供一种用于乳腺癌分期、分型的比率型近红外II区荧光探针，以克服现有技术中的不足。本专利技术的另一目的还在于提供所述比率型近红外II区荧光探针的构建方法及应用。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种比率型近红外II区荧光探针，其包括：作为乳腺癌特异性miRNA识别及信号放大单元的DNA发卡结构；作为信号报告单元修饰于所述DNA发卡结构上的荧光供体及荧光受体，所述荧光供体包括发射波长在近红外II区波段的双发射量子点；装载于所述DNA发卡结构上的药物分子；以及，作为靶向递送载体的生物细胞来源的细胞囊膜。在一些实施例中，所述DNA发卡结构包括通过自身互补形成的茎环结构，在肿瘤特异性miRNA存在的情况下，分所述DNA发卡结构可被特异性的识别并打开，继而诱发杂交链式反应。在一些实施例中，所述细胞囊膜来源于干细胞质膜、红细胞质膜、白细胞质膜、血小板质膜等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。本专利技术实施例还提供了一种比率型近红外II区荧光探针的构建方法，其包括：提供DNA发卡结构；通过化学偶联将双发射量子点、淬灭剂分别修饰到所述DNA发卡结构的两端；将药物分子装载于所述DNA发卡结构上；以生物细胞来源的细胞囊膜对修饰后的DNA发卡结构进行包覆，获得所述比率型近红外II区荧光探针。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：1)相对传统的体外SLNB和临床病理检测，本专利技术基于荧光编码的比率型近红外II区荧光分子探针的活体成像将更全面、更直观的体现肿瘤内部的异质性，减少误差和漏检的比率；2)本专利技术基于近红外II区荧光优异的光学性能和荧光信号激活及放大策略，实现高灵敏度检测；选用乳腺癌基因标志物为靶标，实现分子水平的肿瘤高特异性检测；3)本专利技术基于近红外II区荧光优异的光学性能，可实现乳腺癌及转移淋巴结精准定位，且诊疗系统设计有内参荧光，可以实现肿瘤浸润的定量检测，为其分期提供重要依据；针对乳腺癌不同分子亚型miRNA，通过荧光编码可实现不同亚型乳腺癌的定性检测，为其分型提供重要依据，综上，通过本专利技术的比率型荧光纳米探针，可以实现原位、实时、高灵敏、高特异性乳腺癌分期、分型评估。附图说明为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一典型实施例中比率型近红外II区荧光纳米探针的结构示意图及肿瘤检测示意图；图2是本专利技术具体实施例1中比率型近红外II区荧光纳米探针的透射电镜照片；图3是本专利技术具体实施例1中比率型近红外II区荧光纳米探针的发射光谱图；图4是雌性小鼠乳腺原位接种MDA-MB-231肿瘤细胞3周，按照实施例1中制备的比率型近红外II区荧光纳米探针的淋巴结转移荧光成像图。具体实施方式下文将对本专利技术的技术方案作更为详尽的解释说明。但是，应当理解，在本专利技术范围内，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是：通过化学交联将双发射特性近红外量子点及淬灭剂连接到DNA发卡结构上，将药物分子装载于DNA发卡结构上，进一步利用细胞囊膜进行包覆组装成一个具有比率型近红外II区发射特性的纳米荧光探针。如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。请参阅图1所示，本专利技术实施例的一个方面提供的一种比率型近红外II区荧光探针，其包括：作为乳腺癌特异性miRNA识别及信号放大单元的DNA发卡结构；作为信号报告单元修饰于所述DNA发卡结构上的荧光供体及荧光受体，所述荧光供体包括发射波长在近红外II区波段的双发射量子点；装载于所述DNA发卡结构上的药物分子；以及，作为靶向递送载体的生物细胞来源的细胞囊膜。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种比率型近红外II区荧光探针，其特征在于包括：/n作为乳腺癌特异性miRNA识别及信号放大单元的DNA发卡结构；/n作为信号报告单元修饰于所述DNA发卡结构上的荧光供体及荧光受体，所述荧光供体包括发射波长在近红外II区波段的双发射量子点；/n装载于所述DNA发卡结构上的药物分子；以及，/n作为靶向递送载体的生物细胞来源的细胞囊膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种比率型近红外II区荧光探针，其特征在于包括：
作为乳腺癌特异性miRNA识别及信号放大单元的DNA发卡结构；
作为信号报告单元修饰于所述DNA发卡结构上的荧光供体及荧光受体，所述荧光供体包括发射波长在近红外II区波段的双发射量子点；
装载于所述DNA发卡结构上的药物分子；以及，
作为靶向递送载体的生物细胞来源的细胞囊膜。


2.根据权利要求1所述的比率型近红外II区荧光探针，其特征在于：所述DNA发卡结构包括通过自身互补形成的茎环结构，在肿瘤特异性miRNA存在的情况下，所述DNA发卡结构可被特异性的识别并打开，继而诱发杂交链式反应。


3.根据权利要求1所述的比率型近红外II区荧光探针，其特征在于：所述DNA发卡结构的种类为两种以上；和/或，所述荧光供体、荧光受体分别修饰于所述DNA发卡结构的两端。


4.根据权利要求1所述的比率型近红外II区荧光探针，其特征在于：所述双发射量子点包括Ag2Se、Ag2SxSe1-x、Ag2Te、PbS、InAsxP1-x、InSb、GaSb中的任意一种或两种以上的组合，其中，0＜x＜1；和/或，所述双发射量子点的发射波长为1000～1700nm；和/或，所述荧光受体包括淬灭剂，所述淬灭剂包括A1094、IR26、CH1055、IR1061、FS、磷酞菁P-Pc中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述药物分子包括顺铂、阿霉素、紫杉醇中的任意一种或两种以上的组合。


5.根据权利要求1所述的比率型近红外II区荧光探针，其特征在于：所述细胞囊膜来源于干细胞质膜、红细胞质膜、白细胞质膜、血小板质膜中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述细胞囊膜的直径为10～100...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强斌，李春炎，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32