[发明专利]检测肿瘤乏氧的化合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种下式I所示的检测肿瘤乏氧的化合物、其制备方法、用途及含有该化合物的试剂盒，式中各基团如文中所述。本发明所述的化合物可用于肿瘤组织的乏氧检测，可以对局部组织氧分压和还原性的变化做出响应，为癌症的早期检测提供了条件。本发明具有结构新颖、合成简便、检测灵敏、荧光增强倍数大、无创伤性及可用于细胞检测甚至活体检测等优势。

技术领域

本发明属于荧光探针领域。具体而言，本发明涉及以1，8-萘酰亚胺偶氮苯为母体用于肿瘤乏氧检测的荧光探针及其制备和检测方法。

背景技术

荧光分子成像是光学成像中最具有发展前景、研究最热、最主要的一个方向之一。它主要是利用荧光分子探针对活体内靶细胞或靶标分子进行特异性标记，在外界光源的激发下被标记的靶标部位发出荧光信号，通过系列图像后处理技术，将活体组织在分子和细胞水平上的生物学过程动态、实时示踪。而将分子之间的相互作用通过荧光信号传导出来的分子(包括小分子、聚合物和纳米颗粒)被称为荧光分子探针或荧光分子传感器。作为一种灵敏度高、选择性好、检测方便、检出限低的微量分析技术，近几十年来，荧光分子探针技术得以迅速发展，并广泛应用于各个领域。

乏氧是所有实体瘤的内在特征，绝大多数的实体瘤氧分压低于其他正常组织。当肿瘤较小时，乏氧现象不是很明显，但是当肿瘤细胞不断扩散时，乏氧和局部缺血就成为导致一些重大疾病的重要因素。乏氧癌细胞具有侵犯性和转移性，预测起来较为困难，并且对传统的放疗、化疗和传统的免疫疗法都有抵制性，因此普及对乏氧肿瘤的理解及研究合理实用的检测方法变得尤为重要。同时对乏氧的检测为疾病的早期诊断(特别是实体肿瘤)提供了条件。已报道的乏氧探针可以大致分为两类：一是针对乏氧特殊化学环境的，如较低的pH值、较低的氧分压和较强的还原性 (Bioconjugate Chem.，2012，23：324-329；Bioorg.Med.Chem.，2008，16： 3255-3260)；二是通过检测乏氧条件下过表达的酶来间接检测细胞乏氧，如硝基还原酶和碳酐酶等(Organic Letters，2011，13：928-931；Chem.Commun.，2011，47：8301-8303)。这些荧光探针都可以一定程度的区分乏氧细胞和正常细胞，但同时存在乏氧/有氧荧光变化倍数不大、探针合成较复杂等问题。2010年，Nagano等人报道了一种新型的乏氧探针(J.Am. Chem.Soc.，2010，132(45)：15846-15848)，他们将Cy5.5与BHQ3通过Linker 连接在一起，在乏氧条件下，BHQ3的偶氮键被还原断裂，使淬灭基结构破坏，荧光释放出来。

在本发明中，我们基于偶氮键在乏氧条件下可以被还原机理，设计合成了一系列以萘酰亚胺偶氮苯为母体的荧光探针，之后又以该荧光探针作为淬灭基通过FRET作用淬灭其他荧光团。该方法合成简便，可以实现荧光off-on检测，对肿瘤乏氧有较好的检测效果。

发明内容

本发明的目的在于合成一系列新型的乏氧探针，可以通过荧光变化实现对肿瘤乏氧的检测，其设计理念如图1所示。

本发明中探针的母体结构为1，8-萘酰亚胺，4位通过共价键与偶氮苯或其衍生物相连。反应机理为偶氮键在乏氧条件下被还原成氨基，荧光释放出来。

本发明中的探针可以包含一种荧光团，也可以包含双荧光团，通过 FRET(fluorescence resonance energy transfer，荧光共振能量转移)作用实现荧光的增强。

本发明中的荧光探针结构如下式I所示：

式中，

R¹选自-NR³R⁴；

R³选自-(CH₂)_mR⁶或-(CH₂)_nR⁵；