一种螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针及其制备方法与应用，该探针能够在水缓冲液中自组装成大的纳米颗粒，在LAP和GSH的作用下转变成小的纳米颗粒，从而增强肿瘤积聚和深部组织穿透，从而改善体内肿瘤的近红外成像。此外，首次发现这种LAP/GSH驱动的拆卸和尺寸缩小方法可以显著激活治疗药物的光动力效应，实现有效的肝肿瘤成像引导PDT，同时减少对正常组织的副作用。螯合探针Ce6

【技术实现步骤摘要】
一种螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于肿瘤微环境介导的重组装
，涉及一种螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着纳米生物技术和纳米医学的快速发展，基于动态纳米组装的药物递送系统引起了极大的研究兴趣，并被认为是提高局部药物浓度以实现有效癌症诊断和治疗的一种有希望的手段。这种纳米系统有望提高抗肿瘤药物的特异性、积累和保留时间。刺激诱导的自组装方法可使分子在感兴趣的疾病部位局部组装，已被证明是实现成像信号放大、增强治疗效果和改善生物安全性的有效方法。例如，Xu及其同事开发的酶诱导自组装超分子水凝胶已证明能够改善小分子肽的积累和保留，以增强癌症成像和治疗。另外，Rao和Liang小组创新性地提出了基于双正交CBT
‑
Cys的酶/GSH介导的自组装方法的概念。但是现在大多数这类造影剂仍处于临床前研究阶段，缺乏生物毒性、药代动力学和体内分布的实验评估，距离临床应用仍有一定的距离。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有造影剂中存在的问题，本专利技术合理地设计和合成了一种新型智能双刺激响应治疗探针，该探针保持较大的初始尺寸以延长血液循环，然后在肿瘤过度表达亮氨酸氨基肽酶（LAP）和还原性谷胱甘肽（GSH）的情况下变小尺寸在肿瘤部位进行增强肿瘤成像和治疗。探针最初可以自组装成大的纳米颗粒(～80纳米）。一旦纳米颗粒通过增强通透性和保留（EPR）效应到达肿瘤微环境（TME），亮氨酸基序和二硫键分别被LAP和GSH自发切割，通过分子间CBT
‑
Cys缩合反应生成环状二聚体，它可以触发最初的大纳米粒子原位转化为微小的纳米粒子(～23纳米）。这种LAP/GSH驱动的原位形态/大小转换方法具有以下优点：（1）实现形态转换以促进探针穿透肿瘤组织；（2）放大荧光和磁共振信号，并提高1O2生成，以增强NIR/MRI成像引导PDT；（3）提高Ce6
‑
Leu@Mn
2+
的O2产量，提高放射治疗（RT）的疗效。因此，本专利技术LAP/GSH响应性纳米系统克服了传统纳米医学面临的尺寸困境，为精确的癌症诊断和治疗提供了一种强大而令人惊讶的工具。
[0004]本专利技术采用以下技术方案：一种螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针，具有如下化学结构式：
上述螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针在制备肿瘤诊断和/或治疗试剂中的应用。
[0005]上述螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针的制备方法，包括以下步骤：（1）化合物1与NH2‑
CBT进行酰胺缩合反应得到化合物2；（2）化合物2脱掉保护基得到化合物3；（3）化合物3与N
‑
芴甲氧羰基
‑
S
‑
叔丁硫基
‑
L
‑
半胱氨酸进行酰胺缩合反应，得到化合物4；（4）化合物4脱去保护基团得到化合物5；（5）化合物5与光敏剂反应，得到化合物6；（6）化合物6脱掉保护基得到化合物7；（7）化合物7与N
‑
叔丁氧羰基
‑
L
‑
亮氨酸进行酰胺缩合反应得到化合物8；（8）化合物8脱掉保护基得到Ce6
‑
Leu；（9）将Ce6
‑
Leu、无机锰盐在溶剂中混合，加入有机添加剂，搅拌得到螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针。
[0006]Ce6
‑
Leu具有如下化学结构式：上述技术方案中，步骤（1）中，化合物1与NH2‑
CBT的摩尔比为1∶1.2；酰胺缩合反应在N
‑
甲基吗啡和氯甲酸异丁酯存在下进行；酰胺缩合反应为室温反应15～24小时。
[0007]上述技术方案中，步骤（2）中，化合物2脱去保护基团在N,N
‑
二甲基甲酰胺/哌啶混合溶剂中进行；N,N
‑
二甲基甲酰胺、哌啶的体积比为4∶1。
[0008]上述技术方案中，步骤（3）中，化合物3与N
‑
芴甲氧羰基
‑
S
‑
叔丁硫基
‑
L
‑
半胱氨酸的摩尔比为1:1.2；酰胺缩合反应在1
‑
羟基苯并三氮唑、O
‑
苯并三氮唑
‑
四甲基脲六氟磷酸盐和二异丙基乙胺存在下进行；酰胺缩合反应为室温反应2～4小时。
[0009]上述技术方案中，步骤（4）中，化合物4脱去保护基团在二氯甲烷/三氟乙酸混合溶剂中进行；二氯甲烷、三氟乙酸的体积比为4∶1。
[0010]上述技术方案中，步骤（5）中，化合物5与光敏剂的摩尔比为1.1∶1；所述光敏剂为NHS活化的二氢卟吩E6（Ce6
‑
NHS）。
[0011]上述技术方案中，步骤（6）中，化合物6脱去保护基团在N,N
‑
二甲基甲酰胺/哌啶混合溶剂中进行；N,N
‑
二甲基甲酰胺、哌啶的体积比为4∶1。
[0012]上述技术方案中，步骤（7）中，化合物7与N
‑
叔丁氧羰基
‑
L
‑
亮氨酸的摩尔比为1∶1.2；酰胺缩合反应在1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐、N
‑
羟基琥珀酰亚胺和二异丙基乙胺存在下进行；酰胺缩合反应为室温反应8～12小时上述技术方案中，步骤（8）中，化合物8脱去保护基团在二氯甲烷/三氟乙酸混合溶剂中进行；二氯甲烷、三氟乙酸的体积比为4∶1。
[0013]上述技术方案中，步骤（9）中，无机锰盐为氯化锰，溶剂为甲醇，有机添加剂为吡啶；优选的，搅拌为35～40℃搅拌3～5小时。优选的，无机锰盐的摩尔量为Ce6
‑
Leu摩尔量的4～6倍。
[0014]NHS活化的光敏剂二氢卟吩E6的化学结构式如下：本专利技术中，步骤（9）搅拌结束后，使用高效液相色谱（HPLC）分离提纯，得到螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针，为常规技术。优选的，所述的高效液相色谱分离方法为：C18柱，3.5μm，4.6
×
100 mm；流动相：A是水；B是乙腈；流速：3 mL/min；线性梯度洗脱程序：0 min，A∶B = 95∶5；13 min，A∶B = 0∶100。
[0015]本专利技术的探针通过肿瘤微环境中过表达的亮氨酸氨基肽酶和谷胱甘肽的双重刺激，使得纳米颗粒探针重新组装成纳米纤维，实现探针的荧光和产生ROS能力的恢复，从而达到肿瘤的特异性荧光成像和光动力治疗。与光学成像相比，磁共振成像（MRI）是一种无创成像方式，具有高空间分辨率和良好的穿透深度，是一种极具吸引力的临床诊断和肿瘤监测诊断技术，本专利技术Ce6
‑
Leu螯合锰（II）离子（Mn
2+...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针，其特征在于，所述螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针具有如下化学结构式：。2.权利要求1所述螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针在制备肿瘤诊断和/或治疗试剂中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述治疗为放射治疗。4.权利要求1所述螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针的制备方法，其特征在于，将Ce6
‑
Leu、无机锰盐在溶剂中混合，加入有机添加剂，搅拌得到螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针。5.根据权利要求4所述螯合金属离子的智能转换双重刺激响应型探针的制备方法，其特征在于，化合物1与NH2‑
CBT进行酰胺缩合反应得到化合物2；化合物2脱掉保护基得到化合物3；化合物3与N
‑
芴甲氧羰基
‑
S
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叔丁硫基
‑
L
‑
半胱氨酸进行酰胺缩合反应，得到化合物4；化合物4脱去保护基团得到化合物5；化合物5与光敏剂反应，得到化合物6；化合物6脱掉保护基得到化合物7；化合物7与N
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：史海斌，王安娜，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：