[發(fā)明專利]一種pH和乏氧雙響應(yīng)定位腫瘤細(xì)胞的萘酰亞胺類(lèi)比率熒光探針及其合成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710069559.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106905237B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程探宇;何兆帥;劉國(guó)華;李標(biāo);丑亞杰;張寒;李良;趙軍偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07D221/14
• 分類(lèi)號(hào): C07D221/14;C07D405/12;C07D409/12;C07D401/12;C09K11/06;G01N21/64;A61K49/00
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責(zé)任公司 31203
• 代理人: 陸林輝

本發(fā)明涉及腫瘤細(xì)胞的定位與檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種pH和乏氧雙響應(yīng)定位腫瘤細(xì)胞的萘亞胺類(lèi)比率熒光探針。本發(fā)明的探針以萘酰亞胺為母體引入硝基芐基和嗎啉活性基團(tuán)分別用于檢測(cè)乏氧和pH，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該探針在酸性下檢測(cè)硝基還原酶的效果要遠(yuǎn)好于在中性條件下，因此本發(fā)明的探針消除了常規(guī)的乏氧探針只能檢測(cè)硝基還原酶的局限性，大大地提高了腫瘤細(xì)胞成像的準(zhǔn)確性，其在腫瘤的治療和檢測(cè)方面提供了一種新的思路，應(yīng)用前景非常廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腫瘤細(xì)胞的定位與檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種pH和乏氧雙響應(yīng)定位腫瘤細(xì)胞的萘亞胺類(lèi)比率熒光探針，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是一種用于檢測(cè)氫離子和硝基還原酶的萘亞胺類(lèi)比率熒光探針。

背景技術(shù)

據(jù)相關(guān)組織報(bào)道，2004年全球有約800萬(wàn)人死于癌癥，2013年有約900萬(wàn)人死于癌癥，預(yù)計(jì)到2030年死于癌癥的人數(shù)將超過(guò)1300萬(wàn)，顯然癌癥已經(jīng)成為威脅人類(lèi)健康重大疾病。研究人員早在1955年提出了腫瘤中存在乏氧區(qū)域的假說(shuō)，后續(xù)大量實(shí)驗(yàn)表明了腫瘤細(xì)胞的氧濃度比正常細(xì)胞低。由于腫瘤乏氧與腫瘤細(xì)胞的惡性表型，癌癥治療的抗性，以及癌癥病人的死亡率緊密相關(guān)，所以對(duì)于癌癥治療和診斷并發(fā)展有效的乏氧檢測(cè)方法是刻不容緩的。乏氧是腫瘤微環(huán)境的一個(gè)重要特征，檢測(cè)乏氧可以預(yù)測(cè)并治療反應(yīng)。目前對(duì)于腫瘤乏氧的檢測(cè)主要有以下方法：有組織形態(tài)分析法、氧電極分析法、DNA斷裂分析法、核磁共振分析法、核醫(yī)學(xué)檢測(cè)方法和乏氧探針成像法。由于乏氧探針成像分析法與前面四中方法相比具有靈敏度度高、方法簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，所以其在乏氧檢測(cè)方法中是一種具有很大優(yōu)勢(shì)。在乏氧細(xì)胞內(nèi)乏氧探針可以被反應(yīng)還原，生成或者釋放熒光物質(zhì)，達(dá)到檢測(cè)乏氧的目的。

細(xì)胞內(nèi)的pH是細(xì)胞很重要的參數(shù)，與細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)、酶活性、細(xì)胞增殖和凋亡、離子轉(zhuǎn)運(yùn)等生命過(guò)程息息相關(guān)。在正常的生理?xiàng)l件下，人體細(xì)胞內(nèi)的H⁺的濃度為40nmol/L(pH7.4)，僅在很小的范圍內(nèi)有輕微的變化(7.35-7.45)。研究表明，不正常的pH值變動(dòng)，通常與細(xì)胞功能紊亂和一些疾病相關(guān)，如腎性中毒、阿爾茲海默癥、肺氣腫、炎癥和癌癥等。腫瘤細(xì)胞的pH范圍約在5.8～7.7，比正常細(xì)胞中低0.5單位左右。研究表明腫瘤中酸性環(huán)境與離子轉(zhuǎn)運(yùn)體Na⁺/H⁺交換體(NHE)和H⁺乳酸協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)等過(guò)程有關(guān)。因此，腫瘤細(xì)胞與正常組織的酸性不同，可作為切入點(diǎn)，用于藥物的靶向設(shè)計(jì)和腫瘤診斷。目前可用于檢測(cè)pH的方法主要有：微電極法、核磁共振法、吸收光譜法以及熒光光譜法等。其中，熒光技術(shù)具有高靈敏性、非損傷性、能原位直接檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，使得該技術(shù)在細(xì)胞內(nèi)的微環(huán)境的pH檢測(cè)有著更廣闊的應(yīng)用前景。

綜上所述，研究人員為了定位機(jī)體中的腫瘤細(xì)胞基本上是通過(guò)其細(xì)胞微環(huán)境內(nèi)的乏氧和pH呈現(xiàn)弱酸性進(jìn)行的。然而，已報(bào)道的熒光探針中大部分的熒光探針只能單獨(dú)對(duì)乏氧環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)或者對(duì)單獨(dú)pH進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)探針的熒光變化定位腫瘤細(xì)胞。這樣檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果對(duì)于定位腫瘤細(xì)胞的準(zhǔn)確性有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種同時(shí)響應(yīng)腫瘤細(xì)胞中乏氧環(huán)境和弱酸性的小分子探針，是以萘酰亞胺為發(fā)光基團(tuán)，引入嗎啉和含硝基的基團(tuán)，能同時(shí)響應(yīng)腫瘤細(xì)胞中乏氧環(huán)境和弱酸性。由于靈敏度較高，因此可以用于定位體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：本發(fā)明采用萘酰亞胺為母體，引入嗎啉和含有硝基的基團(tuán)分別作為氫離子和硝基還原酶的活性中心，以便該探針更好地在生物體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞成像。

本發(fā)明的第一方面，提供一種pH和乏氧雙響應(yīng)定位腫瘤細(xì)胞的萘酰亞胺類(lèi)比率熒光探針，其結(jié)構(gòu)通式I如下所示：

其中，R₁，R₂，R₃為C₁～C₂₀的烷基或者氫；