[发明专利]一种可激活光学分子探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于恶性乳腺癌双模态成像的可激活光学分子探针P及P‑Dex。该分子探针不仅可以区分检测高恶性乳腺癌细胞与预后良好的乳腺癌细胞，还能够实现高恶性、预后差的三阴性乳腺癌的活体近红外荧光、光声定性定量分析诊断。此外，与小分子探针P相比，P‑Dex具有更优异的光学性能和生物相容性，且可以通过肾清除，具有更高的成像应用前景。本发明还提供了所述分子探针的制备方法及成像应用。

技术领域

本发明涉及分子探针技术领域，具体涉及一种可激活光学分子探针及其制备方法与应用。

背景技术

乳腺癌是女性较常见的恶性肿瘤之一，其中三阴性乳腺癌(TNBC)占所有乳腺癌病理类型的10.0％～20.8％。三阴性乳腺癌是一类雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体2均为阴性的乳腺癌亚型。三阴性乳腺癌具有特殊的生物学行为和临床特征，其治疗及预后较其他乳腺癌类型差。目前，临床上对乳腺癌的诊断多依赖于X线乳腺造影、乳腺导管造影、彩超等，其敏感性低、难以鉴别良恶性，而且恶性程度极大的三阴性乳腺癌仅能通过组织或细胞病理学检查确诊，其诊断对于肿瘤的发生发展具有一定的延后性。因此，早期诊断并深入了解其病理过程，对实现疾病的早发现、早治疗就显得尤为重要。

尿激酶型纤溶酶原激活物(尿激酶，uPA)是一种丝氨酸蛋白酶，分子量约为50kDa。作为蛋白水解酶，uPA的主要生物学功能是将纤溶酶原水解活化成纤溶酶。纤溶酶可以激活下游蛋白酶如MMP-2、MMP-9，进一步促进细胞外基质(ECM)的降解和肿瘤侵袭。此外，uPA通过对纤溶酶原的活化，激活释放各种生长因子(比如：TGF-β)来促进细胞分化、血管再生、肿瘤侵袭和转移。uPA已被证实在恶性乳腺癌中高表达，因此可以将其作为一种早期恶性乳腺癌的诊断及其治疗效果评价的新靶点。

可激活光学探针因其具有极高的灵敏度和特异性，使检测疾病早期分子水平的变化成为可能。现有诊断恶性乳腺癌的光学探针，主要是荧光探针，然而由于荧光信号穿透深度有限，在深层组织的成像中有极大的局限性。而与荧光成像相比，光声成像作为一种混合光学成像方式，因其在光激发后检测声波而不是光波，使散射减小至最低，从而提供更大的穿透深度和更准确的空间定位能力。因此，集合荧光和光声的双模态恶性乳腺癌探针具有相当广阔的临床应用前景。然而遗憾的是，目前为止，尚未见激活光声成像探针用于恶性乳腺癌的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于恶性乳腺癌双模态成像的可激活光学分子探针P及P-Dex。该分子探针不仅可以区分检测高恶性乳腺癌细胞与预后良好的乳腺癌细胞，还能够实现高恶性、预后差的三阴性乳腺癌的活体近红外荧光、光声定性定量分析诊断。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可激活光学分子探针，所述分子探针为分子探针P，其具有如下所示的结构式：

本发明还提供了另一种可激活光学分子探针，所述分子探针为分子探针P-Dex，其具有如下所示的结构式：

本发明的分子探针P和P-Dex，含有能被恶性乳腺癌分泌的尿激酶特异性识别的多肽链Cbz-Gly-Gly-Arg(pbf)-OH，其能被尿激酶特异性识别并切除，具有良好的尿激酶生物靶向性。

本发明的分子探针P和P-Dex，以花菁染料为发光基团，在肽链被尿激酶特异性切除后，连接基团发生自消除反应，释放染料分子，开启荧光，具体激发波长为640nm，最大发射波长范围为712nm；同时，特异性开启超声信号，通过探测680-840nm的光声信号，重建出生物体组织光吸收分布图像。

本发明的分子探针P-Dex，在花菁染料侧链连接亲水性高分子生物化合物葡聚糖，葡聚糖的引入有助于提高探针的水溶性。葡聚糖的平均分子量为6000左右，分子量范围为5000-7500。

本发明还公开了所述的可激活光学分子探针P的制备方法，包括以下步骤：