[发明专利]一种卟啉荧光纳米探针及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物光子学技术领域，具体涉及一种卟啉荧光纳米探针及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：(1)将吡咯和1‑芘醛同时加入到丙酸中回流，反应结束后冷却至室温，过滤，用甲醇洗涤滤饼，干燥后得meso‑四芘取代卟啉H₂TPYRP；(2)将卟啉氯仿溶液、SDS去离子水溶液和去离子水加入玻璃瓶中，超声使其变成微乳液，然后置于水浴锅中加热搅拌使氯仿完全蒸发；先上述所得的H₂TPYRP/SDS纳米球溶液离心后倒出上清液，再将其分散在PDDAC和NaCl溶液中，经超声后放置；然后将该溶液再次离心后倒出上清液，再将其分散在PSS和NaCl溶液中，经超声后放置；最后再次离心后将其分散在去离子水中。所述探针具有良好生物相容性和水分散性，被成功应用于癌细胞成像。

技术领域

本发明属于生物光子学技术领域，具体涉及一种卟啉荧光纳米探针及其制备方法和应用。

背景技术

癌症是严重威胁人类生命和社会发展的重大疾病，癌症的预防和治疗是目前人类医学健康面临的最大挑战。癌症的早期发现是预防和治疗癌症的关键，研究表明若能早期发现和做出正确诊断，并采取相应的治疗措施，可极大提高治愈率和生存率。近年来，随着纳米科技的不断发展，纳米荧光探针已经被广泛应用于化学、生物学、医学等领域，尤其是肿瘤细胞的诊断、成像及治疗。有机染料是生物成像中最常用的荧光探针，然而大部分有机染料是疏水性且在生物环境内极易聚集而产生荧光淬灭的现象，稳定性很差。随着纳米技术的发展，出现了各种装载染料的纳米载体(比如各种硅纳米材料、脂质体、树状大分子、高分子胶束等)，通过载体的表面修饰解决染料水分散的生物相容性问题，增强染料的稳定性与抗光漂白能力。然而，整个体系中载体往往占较大比重，染料的装载率比较低，虽然可以减少聚集引起的荧光淬灭，获得高的荧光量子产率，然而染料的光吸收很少，而探针的亮度是量子产率与光吸收能力共同作用的结果。如果仅有高的量子产率，而很低的光吸收，探针的亮度也会很低。

近年来，卟啉和卟啉衍生物在双光子光动力治疗和生物成像方面的应用引起了极大的研究兴趣。然而，许多卟啉和卟啉衍生物是不溶于水，这限制了它们在医学和生物学中的应用。因此，探索适当的策略，将拥有优秀性质的疏水性卟啉制备成具有优良的水分散性，良好的生物相容性和生物环境稳定性的荧光探针是极具意义的。通常的方法是通过化学合成的方法将亲水性基团例如胺、羧酸基、磺酸基和糖基等修饰到卟啉的周边位置。随着纳米技术的发展，制备有机分子的纳米材料受到广泛关注。目前，关于卟啉纳米结构的报道已经有很多，包括卟啉纳米球、纳米管、纳米线、纳米轮、纳米棒等，制备方法包括超声处理方法、离子自组装、再沉淀、蒸发、表面活性剂-自组装等。这些卟啉基纳米材料在催化、存储、光伏、场效应晶体管和传感器方面有着潜在的应用价值。但是这些卟啉基纳米材料并不适合于在生物学中的应用，不仅是因为这些卟啉基纳米材料容易在水溶液中聚集，也因为在制备过程中，卟啉纳米材料的尺寸难以控制。为了解决这些问题，已经有一些方法可以制备具有良好水分散性和生物环境稳定性的卟啉基纳米材料。如使用高分子材料作为卟啉的纳米载体(比如各种硅纳米材料、脂质体、树状大分子、高分子胶束等)，通过载体的表面修饰解决卟啉水分散的生物相容性的问题，增强染料的稳定性。然而，整个体系中载体往往占较大比重，染料的装载率比较低。因此，探索制备具有良好生物相容性和优良水分散性的卟啉荧光探针的方法是非常重要的。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种卟啉荧光纳米探针及其制备方法和应用。

一种卟啉荧光纳米探针的制备方法，包括以下步骤：

(1)meso-四芘取代卟啉的制备

将吡咯和1-芘醛同时加入到丙酸中回流，反应结束后冷却至室温，过滤，用甲醇洗涤滤饼，干燥后得meso-四芘取代卟啉H₂TPYRP；反应方程式如下：

(2)卟啉基荧光探针的制备