生物成像用pH激活型近紅外熒光探針的構(gòu)建及應(yīng)用.pdf

1、癌癥的早期診治是提高癌癥患者治愈率的關(guān)鍵。因此，研發(fā)特異性強、靈敏度高的檢測技術(shù)，用于腫瘤早期診斷是十分必要的。光學(xué)成像技術(shù)具有非侵襲性、實時、靈敏度高、操作簡單以及可視性強等諸多優(yōu)勢，已成為腫瘤檢測的較理想方法。該技術(shù)的關(guān)鍵在于高效顯影劑的研發(fā)。研究表明基于腫瘤細胞弱酸性這一特性設(shè)計的pH激活型顯影劑，可避免always on型顯影劑在成像時存在的“假陽性”結(jié)果，具有很高的信噪比。然而，時至今日，如何得到生物相容性好、pH響應(yīng)范圍與腫

2、瘤所處弱酸性微環(huán)境相吻合的顯影劑仍是亟待解決的難題。此外，細胞內(nèi)pH值對細胞的生長、增殖以及細胞內(nèi)酶的活性等至關(guān)重要。因此，研制性能優(yōu)異的pH敏感型熒光探針用于腫瘤細胞特異性成像或?qū)崟r、精確地監(jiān)測細胞內(nèi)pH的波動具有非常重要的研究價值。
　　基于此，本文設(shè)計構(gòu)建了一系列pH激活型熒光探針用于生物體內(nèi)pH變化及弱酸性物質(zhì)的識別和檢測；并在此基礎(chǔ)上篩選出pH響應(yīng)范圍與腫瘤細胞所處弱酸性微環(huán)境相吻合的探針分子，構(gòu)建兼具腫瘤靶向及特異性的

3、多功能顯影劑，探討其在細胞和活體動物成像中的應(yīng)用。
　　（1）鑒于近紅外熒光探針的激發(fā)和發(fā)射波長均處在生物光學(xué)成像窗口內(nèi)，具有組織穿透能力強、生物組織的光吸收及自發(fā)熒光干擾小等優(yōu)勢，本文設(shè)計合成了一系列pH激活型近紅外菁類熒光探針。通過對不同pH下探針的光學(xué)性能研究及構(gòu)效關(guān)系的初步探討，發(fā)現(xiàn)該類探針具有較強的pH敏感特性，且其pH響應(yīng)范圍受探針分子結(jié)構(gòu)中取代基的電子效應(yīng)的調(diào)控。其中一種探針成功用于細胞內(nèi)兩種酸性氨基酸（谷氨酸和天冬

4、氨酸）的特異性檢測，且測試濃度下未表現(xiàn)出明顯的細胞毒性。
　　（2）以所合成的pH激活型可逆熒光探針作為顯影劑的母體，引入葉酸以及具有腫瘤線粒體靶向結(jié)合特性的季銨鹽陽離子作為腫瘤靶向基團，并引入糖基作為修飾基團以增強探針的親水性及生物相容性，構(gòu)建了兩類兼具腫瘤靶向及特異性的多功能顯影劑。經(jīng)季銨鹽陽離子改性的pH激活型顯影劑成功用于腫瘤細胞和荷瘤小鼠的特異性成像，顯示出極高的信噪比。此外，該設(shè)計策略也為腫瘤靶向特異性顯影劑的構(gòu)筑提供

5、了新的思路和途徑。
　?。?）考慮到以單波長熒光強度變化為檢測參數(shù)的熒光分析方法的可信度和準確性均有待提高，本文以所合成的糖基修飾的pH激活型可逆熒光探針作為近紅外發(fā)色團，引入丹磺?；鳛榱硪话l(fā)色團，構(gòu)建了一種新型雙色比率型pH敏感探針，成功用于腫瘤細胞的雙色特異性成像。此外，還發(fā)現(xiàn)當pH在6.11～7.14范圍內(nèi)變化時，兩波長處熒光強度的比值與體系pH值之間成較好的線性關(guān)系。因此，該探針還有望實現(xiàn)生物體內(nèi)弱酸性微環(huán)境及弱酸性物質(zhì)