[發明專利]一種雙細胞器成像、細胞活力評估和光動力癌細胞消融的熒光探針及制備和應用

有效

• 申請號: 202111283274.2
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114031614B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 張躍偉;于雪;樊麗;朱守俊;王碩航;王曉東;王丹;黃雨濃;田金金
• 申請（專利權）人: 吉林化工學院
• 主分類號: C07D409/06
• 分類號: C07D409/06;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 唐盼

本發明涉及一種雙細胞器成像、細胞活力評估和光動力癌細胞消融的熒光探針及制備和應用，熒光探針的化學結構為式(I)所示的化合物：該熒光探針Mito?TTPE含有吡啶陽離子部分，通過與電負性線粒體膜靜電作用來靶向線粒體；另外，該熒光探針Mito?TTPE選擇乙酰氧基作為酯酶可激活位點，其在活細胞中被線粒體酯酶水解后，部分轉化為藍色放射性的LD?TTP，可在LDs中特異性積累，由于Mito?TTPE這種獨特的雙色放射和雙細胞器靶向變化被酯酶水解控制，所以Mito?TTPE可以用于評估細胞活力；此外，熒光探針Mito?TTPE具有更強的D?π?A效應，產生ROS的能力明顯高于LD?TTP，因此對光動力癌細胞消融具有強大的作用。

技術領域

本發明屬于有機熒光探針領域，具體涉及一種雙細胞器成像、細胞活力評估和光動力癌細胞消融的熒光探針及制備和應用。

背景技術

熒光探針輔助的熒光成像技術因其無侵入性、高靈敏度以及亞細胞水平上生物物種的原位和實時可視化，已成為一種強大的工具。目前，許多探針已經被開發出來用于細胞內活性物質和/或單/雙細胞器的成像。然而，由于π-π堆積和其他非輻射途徑，傳統熒光團往往存在聚集熒光猝滅(Aggregation-caused Quenching,ACQ)效應，可能導致聚集狀態下熒光發射變弱，容易發生光漂白。唐本忠團隊于2001年首次提出的一類新型聚集誘導發光(Aggregation Induced Emission,AIE)發光劑可以完美地解決ACQ問題(J.Luo,Z.Xie,J.W.Y.Lam,L.Cheng,H.Chen,C.Qiu,H.S.Kwok,X.Zhan,Y.Liu,D.Zhu and B.Z.Tang,Aggregation-induced emission of 1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole,Chem.Commun.,2001,18,1740-1743.)。AIE發光劑(AIEgens)在溶液中無放射性或微放射性，但由于分子內動力的限制(Restriction of Intramolecular Motions,RIM)，在聚集狀態下發出強烈的熒光。利用其固有特征，AIE發光劑通常表現出較大的Stokes位移、優越的光穩定性和高靈敏度，在監測生命系統中酯酶活性等生物活性物質方面具有良好的潛力。例如，李振等人研究了一種基于AIE原理的生物探針(DEAM)，通過與酯酶可識別的乙酰氧基單元整合來感知細胞內酯酶活性。此外，最近的證據表明，一些AIE熒光探針也可以在光照射下產生活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)，使其成為光動力治療(PhotodynamicTherapy,PDT)的有效光敏劑。例如，唐本忠等人合理構建了一個H₂O₂響應的AIE探針TTPy-H₂O₂，用于成像引導下的細胞器靶向和光動力癌細胞消融。王建國等人研發了一種LDs靶向和AIE活性光敏劑TPECNPB，作用于癌細胞內H₂O₂激活熒光引導PDT。趙娜等人通過將苯丁酸氮芥的抗癌藥物與AIE活性光敏劑偶聯，開發了一種協同化療-光動力癌癥治療進行溶酶體/線粒體雙靶向和圖像引導的癌癥治療方法。雖然現有基于AIE原理的生物探針具有優越的性能，但一種能夠進行線粒體/脂滴(LDs)雙成像、檢測細胞活力和同時用于癌細胞PDT的AIE熒光探針確很少被研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙細胞器成像、細胞活力評估和光動力癌細胞消融的熒光探針，該熒光探針Mito-TTPE含有吡啶陽離子部分，通過與電負性線粒體膜靜電作用來靶向線粒體；另外，該熒光探針Mito-TTPE選擇乙酰氧基作為酯酶可激活位點，其在活細胞中被線粒體酯酶水解后，部分轉化為藍色放射性的LD-TTP，可在LDs中特異性積累，由于Mito-TTPE這種獨特的雙色放射和雙細胞器靶向變化被酯酶水解控制，所以Mito-TTPE可以用于評估細胞活力；此外，熒光探針Mito-TTPE具有更強的D-π-A效應，產生ROS的能力明顯高于LD-TTP，因此對光動力癌細胞消融具有強大的作用。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：