[发明专利]一种Rhodol衍生物染料及其应用

说明书

本发明涉及一种Rhodol衍生物染料和一种光声成像PA探针，尤其涉及Rhodol衍生物染料和一种光声成像PA探针的制备及其应用。本发明设计合成的新的Rhodol衍生物染料Rhodol‑NIR，具有大摩尔消光系数，优异光稳定性和理想量子产率的新型Rhodol‑NIR发色团，在设计高对比度激活式PA探针时表现出优异的光物理性质。本发明设计合成的Rhodol‑PA探针被证明在体外通过PA吸收和荧光测量显示对hNQO1的高灵敏度和高选择性检测。本发明是国内外第一次利用螺内酯开环转换策略开发高对比度可激活PA探针。本发明的开关策略是一种普遍适用的设计，可为开发高对比度可激活PA探针提供新平台。

技术领域

本发明涉及一种Rhodol衍生物染料和一种光声成像PA探针，尤其涉及Rhodol衍生物染料和一种光声成像PA探针的制备及其应用。

背景技术

光声(PA)成像是一种功能强大的生物医学成像方式，能够以高空间分辨率在深层组织对分子和细胞水平上对生物过程进行无创可视化。利用近红外(NIR)操作窗口，PA可提供几厘米的穿透深度，分辨率约为100μm。由于其优点，它为各种疾病的临床成像包括癌症的诊断、转移评估和治疗监测提供了一种有用的工具。

分子探针在PA成像中是必不可少的，因为它们可以赋予分子或细胞特异性并增强成像对比度。 PA探针通常依赖于允许通过被动或主动靶向策略在疾病区域中选择性累积光子吸收剂的设计。激活式PA探针，其在与特定分子或细胞事件相互作用时可以产生增强的PA信号，是非常有应用前景的。这些探针具有低背景和高灵敏度的优点，有助于实现更高深度和空间分辨率的实时成像。目前激活式 PA探针是基于分子内电荷转移(ICT)和接触猝灭机制设计的。这两种机制已被充分证明用于激活式 PA探针并应用于探索了几种靶分子，如金属离子，活性氧，一氧化氮，厌氧和酶。然而，由于靶向分子诱导的吸收光谱移动或量子产率的变化都比较小，大多数的探针成像对比度都不高。然而，具有优异光物理性质的激活式PA探针，例如大的吸收光谱移动，强的近红外吸收，低量子产率和高光稳定性，最终提供高对比度PA信号的探针的合理设计仍然是难于实现的。

常见的螺环蒽染料，Rhodol，因为它具有大的消光系数，理想的光稳定性和独特的分析物响应开环特性，羟基乙酰化后，形成螺内酯结构，处于闭环状态，常被用做激活式的荧光报告基团，但是它的最大吸收波长才550nm，最大荧光发射也才580nm，这限制了它的应用范围。且Rhodol只在可见光区域具有吸收带并且具有相对较大的量子产率，这不适合于体内PA成像，更加不适合PA/NIRF 双模成像。因此，设计一种具有近红外(NIR)吸收，较低量子产率和类似于Rhodol的螺内酯开环反应的Rhodol变体变得极为必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的之一是开发一种新型具有近红外(NIR)吸收、能够激活指示酶活性的高信倍比PA响应的染料。

本发明的目的之二是利用新型染料其独特的螺内酯开环反应开发出一种新的高对比度激活式近红外PA探针，并确定它在hNQO1过度表达的肿瘤的PA/NIRF双模成像方面的应用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种Rhodol衍生物染料，其特征在于，所述染料在620nm至700nm的NIR区域内产生显著增强的吸收带。

一种Rhodol衍生物染料，其特征在于，其结构式如式(Ⅰ)所示：

其中，R1取自H、F、Cl。

所述的染料的制备方法，包括以下步骤：将环己酮、浓H₂SO₄、4-二乙氨基酮酸(1a)、高氯酸混合、过滤、水洗后得到9-(2-羧基苯基)-6-(二乙胺基)-1,2,3,4-四氢氧烷基(2a)，然后和3,5- 二氟-4-羟基苯甲醛或或3,5-二氯-4-羟基苯甲醛或羟基苯甲醛反应，得到染料。