[发明专利]可注射的长荧光凝胶及其制备方法和用于癌症荧光成像的应用

说明书

本发明提出一种可注射的长荧光凝胶及其制备方法和用于癌症荧光成像的应用，所述长荧光凝胶是将长荧光纳米颗粒ZnGa₂O₄:Cr溶于含有聚乳酸‑羟基乙酸共聚物（PLGA）的N‑甲基吡咯烷酮（NMP）中制备而成。与长荧光纳米颗粒（PLNP）相比，长荧光凝胶（PL hydrogel）在体外和体内均表现出更强的长荧光信号强度和更长的长荧光寿命。长荧光凝胶（PL hydrogel）可用于用于癌症荧光成像，将长荧光凝胶（PL hydrogel）注射入肿瘤后，遇水可以发生液固相变，从而形成块状固体牢牢固定于肿瘤内。在白炽灯（LED）的循环反复照射下，PL hydrogel可以作为内置光源，实现可重复的长荧光影像。

技术领域

本发明涉及生物医学影像领域，具体涉及一种可注射的长荧光凝胶及其制备方法和用于癌症荧光成像的应用。

背景技术

癌症已经成为危害人类健康的主要杀手，要想实现癌症的高效治疗，必须首先做好癌症早期的精确影像诊断。癌症早期诊断所使用的影像技术包括磁共振（MRI）、荧光、正电子发射型计算机断层限项（PET）、电子计算机断层扫描（CT）等，其中荧光影像技术因为具有高灵敏度、价格便宜、操作简单等优点而备受人们青睐。更为重要的是，荧光影像为细胞水平上实时可视化观察提供了便利，这是MRI、PET、CT等影像技术所无法比拟的。但是目前大多数荧光探针只有在外界光源激发时才会发出荧光，如果外界光源不能长时间激发，就不可避免造成荧光显像时间短的问题，不利于长时间可视化观察。此外，激发光的组织穿透深度有限，所以很难实现皮肤组织深部肿瘤的荧光成像。因此，迫切需要开发一种外界光源停止激发后仍然可以发光的探针，有助于实现长时间荧光影像观察。

长荧光材料，类似于存储激发光能量并且能长时间持久发光的夜明珠，已经被广泛应用于光电器件、夜间照明和军事等各种领域。特别是近几年来，纳米级长荧光材料的出现扩宽了其在生物医学领域中的应用。其中最具代表性的是ZnGa₂O₄:Cr纳米颗粒（记作PLNP），被白炽灯（LED，发射光谱在400~750 nm范围内）激发后，可以长时间持续发射近红外荧光（λ = 650~750 nm），可以应用于无组织自发荧光背景干扰的生物光学成像。然而，这种纳米级的长荧光材料的发光往往较弱，且无法长时间滞留于肿瘤区，所以很难实现长时间荧光成像。因此，迫切需要发明一种可以长时间“永驻”肿瘤区的长荧光探针，便于在LED光的循环照射之后可以实现长时间可重复的荧光显像。

发明内容

发明目的：为克服目前癌症荧光成像领域所出现的荧光时间短、依赖于外界光激发等缺点，本发明提出一种可注射的长荧光凝胶及其制备方法和用于癌症荧光成像的应用，以实现针对恶性肿瘤的可重复的长荧光显像，便于长时间可视化追踪观察。

技术方案：为实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：

本发明提出一种可注射的长荧光凝胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备长荧光纳米颗粒ZnGa₂O₄:Cr；

（2）将所述长荧光纳米颗粒溶于含有聚乳酸-羟基乙酸共聚物的N-甲基吡咯烷酮中，即制得可注射的长荧光凝胶。

受液固相变材料的启发，在上述制备方法中，我们将长荧光纳米颗粒（PLNP）溶于含有聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）的N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，合成了一种可注射长荧光凝胶（PL hydrogel）。由于NMP的遇水快速挥发特性以及PLGA的强疏水性，长荧光凝胶与肿瘤内的液体接触之后会迅速固化，变成块状材料，从而有利于可注射长荧光凝胶（PLhydrogel）在肿瘤区的永久滞留。与纳米级的PLNP相比，可注射长荧光凝胶（PL hydrogel）经过LED光照射后所发出的长荧光信号强度和长荧光寿命均有大幅度的提高。更为重要的是，固定于肿瘤内的块状长荧光材料在LED光循环反复照射后，可以实现可重复的长荧光成像，便于长时间实时可视化观察。