[发明专利]基于超氧阴离子响应的比率光声纳米探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于超氧阴离子响应的比率光声纳米探针，由超氧阴离子响应的CS‑O₂^·‑、超氧阴离子不敏感的聚合物DPP和两亲聚合物DSPE‑PEG₂₀₀₀自组装而成，这种纳米探针以近红外吸收的CS‑O₂^·‑和超氧阴离子惰性的DPP为主体，通过超氧阴离子的亲核取代反应改变纳米探针的推拉电子体系，从而实现比率光声成像，实现了对超氧阴离子的灵敏度高、特异性好、无穿透深度限制的检测和成像，极大改善了以往探针存在的穿透深度差、特异性低的问题。本发明通过简单的一步自组装制备了CS‑DPP纳米探针，制备速度快、原料简单易得、成本低。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，涉及一种基于超氧阴离子响应的比率光声纳米探针及其制备方法和应用，具体涉及一种比率光声纳米探针在生物标志物超氧阴离子(O₂^·-)的检测和成像中的应用。

背景技术

动脉粥样硬化性心血管疾病(ACVD)是全球死亡率最高的疾病之一。动脉粥样硬化是一种系统性的慢性炎性疾病，可能引起心肌梗塞和脑血管疾病。公认的是，肺炎合并的动脉粥样硬化会加剧斑块炎症、斑块破裂和内皮侵蚀，最终可能导致心血管事件的发生。同样，临床观察表明，在接受COVID-19住院治疗的患者中，心血管疾病的风险会明显增加。尽管高脂血症，高凝性和炎性因子会影响动脉粥样硬化，但由肺炎引起的循环系统中的炎性细胞增多与斑块易损性有更加密切的关系。

超氧阴离子(O₂^·-)是一种典型的活性氧(ROS)，作为大多数炎症细胞第一步产生的活性氧，超氧阴离子不仅是低密度脂蛋白(LDL)被氧化的重要因素，也是许多导致动脉粥样硬化斑块易损性的酶(例如：髓过氧化物酶，铜蓝蛋白和脂氧合酶)的重要底物或辅助因子。临床研究表明，在人的动脉粥样硬化动脉中，斑块肩部区域募集的巨噬细胞含有大量的超氧阴离子。在斑块的易损阶段，超氧阴离子可能直接或间接改变血管细胞的行为，基因表达和损伤。这些作用都可以极大地促进病变的发展，因此超氧阴离子(O₂^·-)含量的评估对确定动脉粥样硬化病变的易损性至关重要。

目前，对动脉粥样硬化中ROS成像的大多数方法是离体荧光成像。其中，超氧阴离子的临床检测方法是基于离体组织提取液和二氢乙锭(DHE)的荧光检测。然而，荧光的穿透深度不足限制了其在体内的应用。因此，迫切需要开发合适的成像技术用于斑块内超氧阴离子的可视化，从而评估体内动脉粥样硬化的易损性。

光声成像(PAI)是脉冲激光照射到生物组织中时，组织吸收特定波长的光转化为超声信号的过程，已成为一种有前途的新型生物医学成像方式。作为结合了光学和超声特性的混合成像方法，光声成像能够避免光散射效应，因此具有高分辨率、强大的组织穿透力和高对比度的特点。最近，已经有一些光声探针用于动脉粥样硬化斑块成像和氧化还原水平评估。但是由于光声成像受到多种外部因素(例如探针的局部浓度，靶向能力等)的干扰，因此很少有光声探针可以准确评估动脉粥样硬化病变中氧化应激水平的动态变化。

因此，急需开发一种可以在灵敏度和穿透深度上实现对超氧阴离子特异性的检测和成像的比率光声纳米探针，从而在活体水平评估动脉粥样硬化斑块的易损性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超氧阴离子响应的比率光声纳米探针及其制备方法和应用，该比率光声纳米探针可用于对超氧阴离子检测和成像，利用此过程的吸光度、光声信号和荧光信号的变化，以实现对超氧阴离子的比率光声成像，具有灵敏度高、特异性好、无穿透深度限制的优势。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种基于超氧阴离子响应的比率光声纳米探针，由超氧阴离子响应的CS-O₂^·-、超氧阴离子不敏感的聚合物DPP和两亲聚合物DSPE-PEG₂₀₀₀自组装而成。