[发明专利]一种特异性识别NQO-1的花菁类荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种特异性识别NQO‑1的花菁类荧光探针及其制备方法和应用，本发明基于花菁衍生物作为探针的荧光母核，花菁衍生物的结构决定其荧光性质十分优异。通过修饰形成的探针本身荧光可以几乎完全掩蔽，与NQO‑1作用30分钟后，荧光强度迅速增强(荧光增强倍数在10倍左右)。检测限低至0.01μg/mL，灵敏度高，选择性和抗干扰性能好。

技术领域

本发明涉及荧光探针技术领域，尤其是涉及一种特异性识别NQO-1的花菁类荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

胰腺癌是最具侵袭性的恶性肿瘤之一，5年生存率为9％，其发病率持续上升。由于胰腺癌患者预后不佳，且手术、化疗和放疗的效果有限，2020年胰腺癌死亡人数(466000人)与新发病例(496000人)相当，是男女癌症死亡的第七大原因。胰腺癌缺乏能够在早期发现肿瘤的主动筛查方法。因此，大多数患者被诊断为晚期转移或晚期，只有10-15％的患者能够通过手术切除。临床上，胰腺癌对化疗药物和放射治疗都产生了极强的细胞耐药性。这种耐药性是由与肿瘤微环境相关的细胞内、外因素产生的。因此，迫切需要针对胰腺癌的新疗法的出现。

光动力疗法(photodynamictherapy，PDT)是胰腺癌的一种临床辅助治疗方法，可诱导胰腺癌细胞凋亡和坏死，导致血管损伤，增强肿瘤组织的抗肿瘤免疫反应。胰腺癌对光动力疗法的抵抗力低于常规化疗和放疗，因此是治疗胰腺癌的一种有效手段。

NAD(P)H：醌氧化还原酶1(NQO1)是一种同型二聚体，利用普遍存在的黄素蛋白将醌还原为酚类，是胰腺癌治疗的特异靶点。NQO1在切除的胰腺癌样本中过表达大于85％，并且优先在胰腺癌中表达，而不是在非癌性邻近胰腺中表达。在胰腺上皮内瘤变中观察到NQO1表达增加，这是胰腺癌的前体病变。NQO1在原发性和恶性肿瘤细胞中进一步上调，与正常胰腺相比，胰腺癌组织中的基因表达增加了12倍。因此，NQO-1可以被认为是胰腺癌特异性识别的理想靶点。

此发明中，我们利用ICy-OH作为花菁类荧光母核，以对苯二醌衍生物为NQO-1识别基团设计并合成了一种新的NQO-1荧光探针(ICy-Q)，用于选择性地识别和光动力杀伤NQO-1高表达的胰腺癌细胞，此外我们还发现探针ICy-Q和ICy-OH在无光照条件下能够选择性的诱导胰腺癌细胞死亡，实现对胰腺癌细胞的荧光识别与化疗杀伤。

发明内容

有鉴于现有技术的上述问题，本发明的目的是克服现有技术中的不足，提出一种特异性识别NQO-1的花菁类荧光探针及其制备方法和应用，并将该探针应用于胰腺癌细胞的化疗杀伤，荧光成像及光动力杀伤中研究。

本申请提供的一种特异性识别NQO-1的花菁类荧光探针，所述荧光探针分子式为C₄₈H₅₀IN₂O₅，其结构式为：

一种特异性识别NQO-1的花菁类荧光探针的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备中间体ICy-OMe：将0.2mL哌啶、摩尔比为1：1的中间体3和中间体5溶于10mL乙酸酐中制备混合溶液的体积摩尔浓度为0.1-1.0mol/L，并在80℃条件下搅拌2小时，反应结束后将反应液倒入100g冰中，随后用二氯甲烷萃取，将萃取液用无水硫酸钠干燥，减压旋干脱除溶剂，柱层析进一步纯化，用二氯甲烷/甲醇(10:1至5:1)的洗脱剂洗脱后得到中间体ICy-OMe；

S2、制备中间体ICy-OH：将中间体ICy-OMe溶解于二氯甲烷中，然后缓慢滴入三溴化硼，在氩气保护下，反应混合物在50℃下搅拌4小时，随后让反应液冷却至室温，并缓慢加入甲醇淬灭反应，在真空下去除溶剂后，收集残渣，用水冲洗，并在真空中干燥，得到中间体ICy-OH；