[发明专利]一种过氧亚硝酸盐近红外荧光探针ONP及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种过氧亚硝酸盐近红外荧光探针ONP及其制备方法和应用，该近红外荧光探针ONP，由硼酸酯结合亚甲蓝骨架获得，其结构如结构式I所示：本发明的近红外荧光探针ONP，可以有效地示踪KA诱导的癫痫疾病中的内源性ONOO^‑信号，该探针ONP能够在体外和体内有效且选择性地成像ONOO^‑，可以有效地穿过血脑屏障(BBB)具有靶向脑部特征，利用该探针的特性，首次在体内和体外直接观察到在KA诱导的癫痫期间ONOO^‑的上调。此外，本发明首次公开了通过将高内涵分析与ONP相结合，可以筛选抗癫痫抑制剂，这将为研究生物系统中的ONOO^‑和筛选抗癫痫药物提供一种简单有效的产品和方法。

技术领域

本发明属于生物化学技术领域，涉及一种过氧亚硝酸盐近红外荧光探针ONP及其制备方法和应用，尤其是针对过氧亚硝酸盐的近红外荧光探针ONP的设计合成及其在癫痫中的示踪成像。

背景技术

癫痫是一种慢性神经退行性疾病，其特征是反复发作和不可预测的惊厥，影响全世界约0.7％的人。尽管过去二十年来抗癫痫药物越来越多，但超过30％的患者在医学上难以治疗或对其没有有效反应。现有的开发用于抗癫痫的这些药物仅提供基本的对症治疗，尚未成功解决药物抗性问题和预防癫痫以及治疗癫痫发生后的持续状态。越来越多的证据表明，癫痫与氧化应激密切相关，并且氧化应激介导的神经疾病中的许多神经病理过程可以在癫痫疾病的大脑中清楚地观察到氧/氮物种(ROS/RNS)水平的显着增加。从这个意义上讲，氧化应激因素，如反应性ROS/RNS，应该被考虑到进一步的抗癫痫治疗策略的研究中。因此，更好地理解生物体内癫痫的动态神经化学过程将有利于早期诊断和预防以及寻找新的治疗方法。

癫痫发作引起的脑损伤是一个复杂的动态过程，与兴奋性毒性引起的线粒体功能障碍，细胞因子水平改变和氧化应激有关。在癫痫的发生和发展过程中，由于ROS的增加和抗氧化防御能力下降，不断产生大量的ROS，特别是在病理条件下，过量的ROS进一步与一氧化氮(NO)反应生成活性氮物质(RNS)，如过氧亚硝酸盐(ONOO^-)。随后，这些产生的ROS/RNS可以通过与许多生物大分子(包括蛋白质，核酸和脂质)反应诱导氧化应激的积累，这可以进一步导致神经元细胞死亡。作为活性氮物种的代表，过氧亚硝酸盐(ONOO^-)被认为是一种重要的神经毒性因子，在癫痫和其他神经退行性疾病的发病机制中发挥重要作用。实际上，在包括癫痫，阿尔茨海默氏症，帕金森病在内的多种临床疾病的进展中发现了过表达的反应性ONOO^-。过度表达的ONOO^-一直确定是这些疾病的标志性特征，可以作为早期预测癫痫的潜在生物标志物。然而，ONOO^-在癫痫发生和发生过度的机制中的潜在生物学作用还尚未完全清晰。因此，为了探索体内ONOO^-的病理生理机制并研究其在癫痫中的作用，开发用于监测脑中ONOO^-的有效成像工具是至关重要的。

在研究生物体系中的生物物种时，荧光成像与基于反应的传感探针相结合，因其高灵敏度，高选择性，实时性和非侵入性而备受关注。虽然已经报道了许多荧光探针用于细胞或组织的ONOO^-成像，但仍然缺乏用于脑中ONOO^-测定的体内成像方法，包括癫痫疾病状态下的脑成像。此外，可用于构建筛选平台以快速筛选抗癫痫药的成像探针也不足。为了实现这些目的，存在若干挑战：(1)开发探针的主要挑战是探针是否能够有效地穿过血脑屏障(BBB)以实现脑区域的成像；(2)具有近红外激发和发射的探针优利于获得更深的组织穿透，更少的光损伤和更少的背景荧光干扰；(3)在真实生理环境中有效监测ONOO^-需要高选择性和灵敏度的探针。

发明内容