[发明专利]一种双比率型半花菁类染料分子及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种双比率型半花菁类染料分子及其合成方法和应用。本发明提供的双比率近红外荧光和光声诊疗染料分子，以可视化、量化和评估与肿瘤治疗效果直接相关的硝基还原酶水平，通过比率近红外荧光和光声成像实时、无创监测肿瘤缺氧水平以进行预后和治疗评估，并且染料分子BS‑Cy‑NO₂具有良好的光热效果，可以用于肿瘤光热治疗。本发明染料分子合成步骤简单、纯化方便，成像优异，作为双比率近红外荧光和光声成像的分子诊疗剂，具有广阔的应用前景。本发明染料分子结构式如下：。

技术领域

本发明属于有机小分子染料的技术领域，具体涉及一种双比率型半花菁类染料分子及其合成方法和应用。

背景技术

恶性肿瘤在其生长和增殖过程中表现出轻、中、重度缺氧的不同缺氧水平。缺氧水平与放疗、化疗等癌症治疗的疗效密切相关，甚至引发肿瘤侵袭、突变、转移和耐药。因此，准确描述实体瘤中乏氧的分布和程度，将有助于获得有关肿瘤恶性程度和迁移的准确信息，开发用于定量检测体内肿瘤乏氧水平的无创成像技术对于癌症预后和诊断的有效性至关重要。光学成像，能够以高灵敏度和特异性对疾病相关生物标志物进行非侵入性和实时可视化。近红外荧光(NIRF)成像和光声(PA)成像的双模成像具有荧光和光声互补优势的结合，有望改善肿瘤乏氧水平的成像效果。

然而，大部分监测肿瘤乏氧探针为打开型，这种单一开启模式的分子成像通常不够稳健，无法提供区分乏氧水平部位所需的信号，导致潜在的假阳性或假阴性诊断和治疗结果。为了进一步克服成像伪影，提高癌症治疗的精确能力，开发能够输出双比率信号多模态分子成像染料，用于准确和特定的癌症成像和肿瘤治疗评估具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种双比率型半花菁类染料分子及其合成方法和应用。本发明染料分子的合成步骤简单、纯化方便，成像优异。

实现本发明目的技术方案是：

本发明一种双比率型半花菁类染料分子，其结构式如下：

所述染料分子SS-Cy-1—CS-Cy-2的合成路线如下：

染料分子SS-Cy-1—CS-Cy-2的具体合成步骤为：

将原料1a、1b、1c或1d分别溶解于N,N-二甲基甲酰胺DMF中，随后加入原料2和氢化钠，在氮气保护和40℃条件下搅拌反应8小时；

反应完毕后，将反应液倒入冰水中混合，加入0.5ml高氯酸静置析出固体，抽滤得到粗产品；

将得到的粗产品，用体积比为50:1的二氯甲烷与甲醇为洗脱剂，用200-300目硅胶层析柱进行纯化，得到染料分子SS-Cy-1—CS-Cy-2固体。

染料分子SS-Cy-1—CS-Cy-2的合成步骤中，所述原料2结构式中R＝OH或NH₂；

所述原料1a、1b、1c或1d与原料2的摩尔比为1:1；

所述原料1a、1b、1c或1d和氢化钠的摩尔比为1:1；

N,N-二甲基甲酰胺DMF的用量以能溶解原料1a、1b、1c或1d为准。

染料分子AS-Cy-NO₂和BS-Cy-NO₂的合成路线如下：

染料分子AS-Cy-NO₂或BS-Cy-NO₂的具体合成步骤为：

将原料AS-Cy-1或BS-Cy-1分别溶于N,N-二甲基甲酰胺DMF中，随后加入溴代对硝基甲苯和碳酸钾，在氮气保护和60℃条件下搅拌反应4小时；