[發(fā)明專(zhuān)利]一種有機(jī)雙光子熒光探針、其制備及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810530905.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110542671B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆學(xué)海;李淑坤;鄒千里;常蕊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/64
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/64
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王永紅

本發(fā)明涉及一種有機(jī)雙光子熒光探針、其制備方法及應(yīng)用。所述的有機(jī)雙光子熒光探針由聚集態(tài)的近紅外花菁染料分子及調(diào)控因子構(gòu)成。制備的雙光子熒光探針?lè)椒ê?jiǎn)單，生物兼容性好，大小均勻可控，染料包封率高，具有良好的生理環(huán)境穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)探針在體循環(huán)、累積、攝取過(guò)程捕捉，分辨率高達(dá)單細(xì)胞層次，在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)雙光子熒光探針、其制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

疾病的診療與人類(lèi)的健康息息相關(guān)。診療的效果很大程度上取決于傳感、成像以及治療技術(shù)的水平。而熒光成像技術(shù)作為一種輔助治療手段，能夠提供病灶的生物信息，具有簡(jiǎn)便實(shí)時(shí)，非侵入性等優(yōu)點(diǎn)。其中，雙光子熒光成像技術(shù)采用近紅外光激發(fā)，組織穿透深度更長(zhǎng)且避免了自體熒光；脈沖成像模式，通過(guò)對(duì)光子的壓縮，瞬時(shí)熒光強(qiáng)度可提高至10¹⁰倍，提高成像分辨率；多維度掃描提供更全面的病灶信息，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)生物信息的實(shí)時(shí)捕捉，是現(xiàn)行熒光成像技術(shù)中一種備受青睞的模式。

目前對(duì)于雙光子熒光探針的發(fā)展，包括無(wú)機(jī)的金納米材料、碳納米材料等，無(wú)機(jī)材料長(zhǎng)期的生物代謝毒性限制了進(jìn)一步在體應(yīng)用。有機(jī)染料主要包括方酸菁、氟化硼二吡咯(BODIPY)類(lèi)熒光染料、卟啉及其衍生物類(lèi)染料、異硫氰酸熒光素(FITC)、4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)、二碘曙紅等分子探針的設(shè)計(jì)。其中，CN 106970059 A公開(kāi)了一種雙光子納米診療劑的制備及應(yīng)用。采用卟吩類(lèi)分子鋅5,10,15,20-四(4-吡啶基)-21H，23H(ZnTPyP)作為光激活分子基體，用于組裝構(gòu)筑不同形貌及尺寸的微米/納米金屬-有機(jī)框架材料(ZnTPyP-MOF)作為雙光子熒光探針，同時(shí)包覆催化劑TiO₂得到ZnTPyP-MOF@TiO₂(ZMT)，該設(shè)計(jì)保留了ZnTPyP-MOF的雙光子吸收及高量子熒光產(chǎn)率，同時(shí)結(jié)合了TiO₂易修飾及催化性能優(yōu)良的優(yōu)勢(shì)，最終利用ZnTPyP-MOF的雙光子吸收特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞的高分辨的雙光子熒光成像及雙光敏化TiO2動(dòng)力學(xué)治療。但目前對(duì)于有機(jī)雙光子熒光探針的設(shè)計(jì)仍存在1)分子合成步驟繁瑣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；2)多為高分子、聚合物，存在長(zhǎng)期的生物毒性；3)分子聚集易導(dǎo)致能量以非輻射的形式耗散；4)離體及在體循環(huán)穩(wěn)定性差等問(wèn)題。

近紅外花菁染料是一類(lèi)在近紅外區(qū)有強(qiáng)烈吸收的有機(jī)小分子，源于生命有機(jī)體。其中，吲哚菁綠ICG是被美國(guó)食品和藥物管理局唯一批準(zhǔn)的用于臨床肝功能成像的造影劑。花菁染料因?yàn)榫哂刑卣鞯墓┦荏w結(jié)構(gòu)，因此具有非線(xiàn)性光學(xué)的性質(zhì)，但其實(shí)際應(yīng)用熒光效率較低，非線(xiàn)性光學(xué)應(yīng)用需要通過(guò)進(jìn)一步化學(xué)修飾，且難以對(duì)其能量耗散途徑進(jìn)行有效控制。而自組裝是通過(guò)分子間弱鍵協(xié)同作用，改變分子原有排布方式的過(guò)程。因此，對(duì)染料分子的組裝調(diào)控，也是改善其光學(xué)性能的有效方法，所得到的組裝體由于其中染料分子由單體到聚集體的過(guò)渡，會(huì)改變光子的吸收、存儲(chǔ)、釋放等過(guò)程，而相應(yīng)的輻射躍遷會(huì)表現(xiàn)出異于單體的狀態(tài)，即具有特定的發(fā)光性能。目前，尚未有研究對(duì)近紅外花菁染料的聚集體進(jìn)行輻射光學(xué)性能挖掘，其中包括近紅外脈沖激光激發(fā)下基于雙光子吸收的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。

因此，在本領(lǐng)域，期望得到一種制備方法簡(jiǎn)單，生物來(lái)源安全，具有良好的光學(xué)及生理?xiàng)l件穩(wěn)定性的雙光子熒光探針。基于此，采用自組裝技術(shù)調(diào)控近紅外花菁染料形成有機(jī)雙光子熒光探針及其光學(xué)成像性能的開(kāi)發(fā)具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)已有的需求及問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種使用自組裝技術(shù)調(diào)控近紅外花菁染料形成雙光子熒光探針的方法，所用材料生物相容，制備方法簡(jiǎn)單，包封率高，光學(xué)及生理環(huán)境穩(wěn)定性好，可實(shí)現(xiàn)探針在體生物過(guò)程捕捉。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面：本發(fā)明提供一種有機(jī)雙光子熒光探針的制備方法及應(yīng)用，其特征在于：所述有機(jī)雙光子熒光探針中包含近紅外花菁染料聚集態(tài)及調(diào)控因子，所述調(diào)控因子含有氨基或者是含有由氨基形成的肽鍵。