一种具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针及其应用制造技术

本发明专利技术属于荧光诊疗探针的技术领域，公开了一种具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针及其应用。所述荧光诊疗探针的结构为式I，R1～R4为独立的氢；R5为烷基、亚烷基羧基、亚烷基酯基、亚烷基铵盐基。所述荧光诊疗探针在溶酶体、脂滴与线粒体依次荧光成像中的应用。本发明专利技术的荧光诊疗探针还用于制备溶酶体、脂滴和线粒体的依次成像和光动力破坏肿瘤细胞的抗肿瘤产品。本发明专利技术的荧光诊疗探针能够选择性地对溶酶体荧光成像，其在细胞内原位光氧化脱氢过程的产物能够特异性染色脂滴和线粒体，具有光响应速率快、光稳定性好、脂滴和线粒体驻留能力强及细胞成像的时空分辨率高等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针及其应用


[0001]本专利技术属于医用材料的
，涉及一种荧光诊疗探针，具体涉及一种用具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针及其应用。

技术介绍

[0002]在真核细胞中，线粒体、溶酶体、内质网和脂滴等细胞器是细胞的基本单元。每个细胞器都有其独特的功能，通过细胞器间的协同相互作用，调节并维持细胞的正常生理活动。任何一个细胞器的功能出现障碍或被破坏，都将诱导细胞死亡，因而，以细胞器作为治疗靶点的多种功能材料在抗肿瘤中发挥着越来越重要的作用，其中光动力疗法凭借其非侵入性、低毒性和靶向性强等优良特性，在肿瘤治疗领域日益引起广泛关注。
[0003]目前，荧光探针已被广泛用于生物医学成像领域，不断帮助人类破解未知的生命密码。近年来，随着各种荧光诊疗探针和超分辨成像技术的发展，使得荧光探针能够有效地用于肿瘤细胞内的细胞器和信号分子的实时追踪以及用于制备抗肿瘤产品。荧光诊疗探针是一类具有荧光成像和光动力治疗功能的分子体系，通过荧光成像介导光动力的治疗过程，有效提高了光动力治疗的时空分辨率。影响其光动力治疗效果的因素有很多，主要包括：探针的浓度及靶向位点、光源功率和氧气浓度等。其中，探针的设计尤为重要，其本身没有毒性，但在特定波长的光激发和氧气浓度下，可诱导其产生高活性的单线态氧(1O2)以及羟基自由基(
·
OH)、超氧阴离子自由基(O2·
‑
)和过氧化氢(H2O2)等自由基，从而诱导肿瘤细胞发生不可逆氧化损伤，进而导致其自噬或凋亡。然而，传统的荧光探针大多数基于单细胞器靶向的应用，存在时空分辨率不可控和利用率低等问题，从而使得光动力诊疗效果低于预期值，限制了其在肿瘤治疗中的进一步应用。此外，利用多个细胞器靶向探针组合的协同光动力治疗，尽管可显著增强光动力治疗效果。但是该策略却仍具有合成步骤复杂、多个诊疗探针进入细胞的速率不均一及肿瘤细胞的多药耐药性增加等问题，不利于进一步的临床应用研究。因此，开发一种能够实现多个细胞器的依次成像并用于肿瘤的光动力治疗的荧光诊疗探针具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术的首要目的在于提供一种具有多细胞器依次成像和肿瘤光动力治疗功能的多细胞器靶向荧光诊疗探针。在光照条件下，本专利技术的探针中部分探针发生光氧化脱氢反应生成三苯胺噻吩乙烯基取代的二氢吡啶中间体分子和吡啶鎓盐衍生物。在此过程中，光照前的四氢吡啶基团具有弱酸性响应，能够特异性染色溶酶体；随着光照时间的增加，四氢吡啶基团发生光氧化脱氢反应，生成亲脂性更高的二氢吡啶中间体分子能够特异性染色脂滴；最后生成的终产物为三苯胺噻吩乙烯基取代的吡啶盐衍生物，能够特异性染色线粒体，实现线粒体荧光成像，因而在光激活过程中实现对多个细胞器的依次成像。结合光激活前后的四氢吡啶衍生物和吡啶鎓盐产物均具有良好的光动
力活性，能够对多个细胞器成像破坏，进而杀灭肿瘤细胞。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供上述的荧光诊疗探针的应用。所述多细胞器靶向荧光诊疗探针在溶酶体、脂滴和线粒体中荧光成像的应用，通过芳构化驱动的光氧化脱氢反应实现溶酶体、脂滴和线粒体的双色成像。所述荧光诊疗探针还可以用于动物肿瘤模型中黑色素瘤的光动力治疗的产品。本专利技术的荧光诊疗探针可用于多细胞器成像介导的光动力治疗产品，可有效提高光动力治疗效率和治疗的时空分辨率。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0007]一种具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针，其结构为式I：
[0008][0009]其中，R1、R2、R3、R4为独立的氢。
[0010]R5为烷基、
‑
亚烷基酯基(通式为：
‑
R
‑
COO
‑
R
′
，R为亚烷基，R
′
为烷基)、亚烷基铵盐基(通式为：
‑
R
‑
N(R
′
)3X
′
，R为亚烷基，R
′
为烷基，X
′
为阴离子)。
[0011]R5中所述烷基优选为C1‑
10
烷基，更优选为C1‑5烷基。
[0012]‑
亚烷基酯基、亚烷基铵盐基中亚烷基各自为C1‑
10
亚烷基，优选为直链亚烷基；烷基为C1‑
10
烷基，优选为C1‑5烷基。
[0013]所述亚烷基铵盐基，亚烷基铵盐基结构式：
‑
R
‑
N(R
′
)3X，R为亚烷基，R
′
为烷基，X为阴离子，其中R
′
优选C1‑5烷基，如：甲基，阴离子为卤素，如：溴离子。
[0014]所述多细胞器依次成像是指溶酶体、脂滴和线粒体中依次成像，且通过光激活实现多细胞器依次成像。
[0015]所述荧光诊疗探针的制备方法，包括以下步骤：在有机溶剂中，将式II化合物通过还原剂还原，得到荧光诊疗探针。
[0016]所述还原剂为硼氢化钠。所述有机溶剂为乙腈或甲醇中一种以上。
[0017]所述式Ⅱ化合物与还原剂的摩尔比为1：(5～15)。
[0018]式II化合物为三苯胺噻吩乙烯基取代的吡啶鎓盐衍生物，结构为
[0019][0020]R1、R2、R3、R4、R5如式I的荧光诊疗探针所定义；X为一价阴离子。所述一价阴离子为碘离子、氯离子、溴离子、氢氧根离子、硝酸根离子、醋酸根离子、有机羧酸根离子。
[0021]式II中，X
‑
为一价阴离子，如：I
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、OH
‑
等。
[0022]荧光诊疗探针制备的反应方程式：
[0023][0024]一种利用上述荧光诊疗探针制备线粒体荧光成像剂的方法，包括以下步骤：将上述光激活荧光探针在光照和有氧的条件下进行脱氢反应，获得线粒体荧光成像剂。
[0025]所述光照为蓝光或488nm激光。光照的强度为1
‑
20mW/cm2。
[0026]所述线粒体荧光成像剂为式II：
[0027][0028]所述反应在介质中进行，所述介质是指在光照氧化脱氢时，能够提供一价阴离子的介质。所述一价阴离子为氯离子、溴离子、氢氧根离子、硝酸根离子、醋酸根离子、有机羧酸根离子。如：介质为细胞提供的环境，又或者介质为含有非极性或弱极性物质的环境。
[0029]式II中，X
ˉ
为介质提供的一价阴离子，如：Cl
‑
、Br
‑
、OH
‑
等。
[0030]式Ⅰ的三苯胺噻吩乙烯基取代的四氢吡啶衍生物在发生光氧化脱氢反应后会生成式II的三苯胺噻吩乙烯基取代的吡啶鎓盐衍生物，反应方程式：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针，其特征在于：其结构为式I：其中，R1、R2、R3、R4为独立的氢；R5为烷基、亚烷基酯基、亚烷基铵盐基；所述亚烷基酯基：
‑
R
‑
COO
‑
R
′
，R为亚烷基，R
′
为烷基；所述亚烷基铵盐基：
‑
R
‑
N(R
′
)3X
′
，R为亚烷基，R
′
为烷基，X
′
为阴离子；所述多细胞器依次成像是指溶酶体、脂滴和线粒体中依次成像，且通过光激活实现多细胞器依次成像。2.根据权利要求1所述具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针，其特征在于：R5中，所述烷基为C1‑
10
烷基；所述亚烷基酯基中R为C1‑
10
亚烷基；所述亚烷基酯基中R
′
为C1‑
10
烷基；所述亚烷基铵盐基中R为C1‑
10
亚烷基；亚烷基铵盐基中R
′
为C1‑
10
烷基，X
′
为阴离子，阴离子为卤素。3.根据权利要求2所述具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针，其特征在于：所述R5为C1‑5烷基。4.根据权利要求1所述具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的荧光诊疗探针，其特征在于：所述光动力治疗功能是指光动力治疗肿瘤的功能。5.根据权利要求1～4任一项所述具有多细胞器依次成像和光动力治疗功能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎军，潘文萍，高蒙，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：