[发明专利]用于活体检测硝基还原酶的光声探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种用于活体检测硝基还原酶的光声探针及其制备方法与应用，属于肿瘤标志物检测与成像领域。该用于活体检测硝基还原酶的光声探针的结构式如式I所示。该探针主要是以苯并Cy7‑Cl为原料通过亲核取代，克脑文盖尔缩合反应，氯甲酸酯亲核取代反应得到。本发明克服了荧光探针在活体检测中荧光信号的散射和组织吸收的问题，制备的探针具有光声信号穿透深度大，实现深层组织的成像，反应速度快，特异性好，比率检测更准确。该探针可以用于活体检测硝基还原酶，从而监控肿瘤的乏氧情况；或用于细胞中、生物样品中的硝基还原酶检测。

技术领域

本发明属于肿瘤标志物检测与成像领域，特别涉及一种用于活体检测硝基还原酶的光声探针及其制备方法与应用。

背景技术

现在癌症己经成为影响人类健康的头号杀手，因此关于癌症的研宄是目前科研工作者工作中的重中之重。缺氧是实体肿瘤的特征之一。临床研究表明缺氧能够阻断许多种抗癌药物的新陈代谢过程，进而影响。抗癌药物的药效，且缺氧能够促进肿瘤细胞的转移。在宫颈癌及头颈部鱗状癌研究方面，缺氧在检测中甚至被认为是无进展生存信号，因此研究肿瘤细胞的缺氧状态具有很重要的临床意义(Kizaka-Kondoh,S.；Inoue,M.；Harada,H.；Hiraoka,M.T.Cancer Sci.2003,94,1021-1028.(5)Rofstad,E.K.；Rasmussen,H.；Galappathi,K.；Mathiesen,B.；Nilsen,K.；Graff,B.A.Hypoxia promotes lymph nodemetastasis in human melanoma xenografts by up-regulating the urokinase-typeplasminogen activator receptor.Cancer Res.2002,62,1847-1853.)。

细胞中氧含量的降低将会促进还原应激效应，进而促进一些还原酶类的过表达，比如醌还原酶，硝基还原酶，偶氮还原酶。在它们之间，硝基还原酶的活性与肿瘤细胞的缺氧水平成正相关，因此在实际研宄中，研究人员往往将硝基还原酶作为代表研究肿瘤细胞的缺氧状态。硝基还原酶属于黄素酶的一员，它在电子供体NADH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)或者NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)存在的情况下，能够将硝基芳香化合物中的硝基还原为相应的羟胺或氨基，这种还原行为为生物传感器的设计开辟了新的方向(Brown,J.M.；William,W.R.Nat.Rev.Cancer 2004,4,437.)。此外，硝基还原酶还被用在了基因或者病毒导向的酶前体药物的癌症治疗及药物筛选方面，因此缺氧及硝基还原酶的检测对于药物研宄及肿瘤诊断具有重要的作用(Wilson,W.R.；Hay,M.P.Nat.Rev.Cancer 2011,11,393.Chen,Y.；Hu,L.Med.Res.Rev.2009,29,29.)。

传统的检测硝基还原酶的方法主要是电化学法，但是这种方法往往需要酶固定，不能够进行原位分析，因此不适用于活细胞成像。最近很多研究小组开始基于硝基芳烃设计荧光探针用于硝基还原酶检测和缺氧状态检测，并且成功实现了肿瘤活细胞的缺氧成像[(a)Cui,L.；Zhong,Y.；Zhu,W.；Xu,Y.；Du,Q.；Wang,X.；Qian,X.；Xiao,Y.Org.Lett.2011,13,928.(b)Guo,T.；Cui,L.；Shen,J.；Zhu,W.；Xu,Y.；Qian,X.Chem.Commun.2013,49,10820.(c)Yuan,J.；Xu,Y.；Zhou,N.；Wang,R.；Qian,X.；Xu,Y.RSC Adv.2014,4,56207.(d)Li,Z.；Li,X.；Gao,X.；Zhang,Y.；Shi,W.；Ma,H.Anal.Chem.2013,85,3926.(e)Li,Z.；He,X.；Wang,Z.；Yang,R.；Shi,W.；Ma,H.Biosens.Bioelectron.2015,63,112.(f)Xu,J.；Sun,S.；Li,Q.；Yue,Y.；Li,Y.；Shao,S.Analyst 2015,140,574.]。