【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景本申请要求2014年6月6日提交的美国临时申请序列号62/009,019的优先权益,所述临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。本专利技术在政府支持下根据由国家健康研究院授予的授权号R01EB013149完成。政府对本专利技术具有一定的权利。1.领域本公开大体上涉及分子和细胞生物学、癌症成像、纳米技术以及荧光传感器的领域。更具体地说,本公开涉及用于检测pH变化的纳米平台。2.相关技术描述荧光成像由于其能够提供在宏观、介观和微观水平下的空间-时间信息而成为活细胞的生物分子、路径和过程的研究中的重要工具(参见,例如,Tsien,R.Y.Nat.Rev.Mol.CellBiol.2003,4,SS16;Weissleder,R.,Nature2008,452,580;Fernandez-Suarez,M.,Nat.Rev.Mol.CellBiol.2008,9,929)。最近,响应于生理刺激诸如离子和氧化还原电位、酶促表达和pH的可活化成像探针已受到相当的关注来探测细胞生理学过程(参见,例如,deSilva,A.P.,Chem.Rev.1997,97,1515;Zhang,J.,Nat.Rev.Mol.CellBiol.2002,3,906;Lee,S.,Chem.Commun.2008,4250;Kobayashi,H.;Chem.Res.2010,44,83;Lovell,J.F.,Chem.Rev.2010,110,2839;Ueno,T.,Nat.Methods2011,8,642)。在这些刺激中,pH作为在细胞内(pHi)和细胞外(pHe)环境中起到 ...
【技术保护点】
一种下式的聚合物:其中:R1为氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12)、取代的环烷基(C≤12),或或金属螯合基团;n为1至500的整数;R2和R2′各自独立地选自氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12),或取代的环烷基(C≤12);R3为下式的基团:其中:nx为1‑10;X1、X2和X3各自独立地选自氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12),或取代的环烷基(C≤12);并且X4和X5各自独立地选自烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4和X5合在一起并为烷二基(C≤12)、烷氧基二基(C≤12)、烷基氨基二基(C≤12),或这些基团的任一者的取代形式;x为1至150的整数;R4为下式的基团:其中:ny为1‑10;X1′、X2′和X3′各自独立地选自氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12),或取代的环烷基(C≤12);并且X4′和X5′各自独立地选自烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12 ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 US 62/009,0191.一种下式的聚合物:其中:R1为氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12)、取代的环烷基(C≤12),或或金属螯合基团;n为1至500的整数;R2和R2′各自独立地选自氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12),或取代的环烷基(C≤12);R3为下式的基团:其中:nx为1-10;X1、X2和X3各自独立地选自氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12),或取代的环烷基(C≤12);并且X4和X5各自独立地选自烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4和X5合在一起并为烷二基(C≤12)、烷氧基二基(C≤12)、烷基氨基二基(C≤12),或这些基团的任一者的取代形式;x为1至150的整数;R4为下式的基团:其中:ny为1-10;X1′、X2′和X3′各自独立地选自氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12),或取代的环烷基(C≤12);并且X4′和X5′各自独立地选自烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4′和X5′合在一起并且为烷二基(C≤12)、烷氧基二基(C≤12)、烷基氨基二基(C≤12),或这些基团的任一者的取代形式;y为1至150的整数;R5为下式的基团:其中:nz为1-10;Y1、Y2和Y3各自独立地选自氢、烷基(C≤12)、环烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12),或取代的环烷基(C≤12);并且Y4为氢、烷基(C≤12)、酰基(C≤12)、取代的烷基(C≤12)、取代的酰基(C≤12)、染料或荧光淬灭剂;z为0-6的整数;并且R6为氢、卤基、羟基、烷基(C≤12)或取代的烷基(C≤12),其中R3、R4和R5可以任何顺序出现在所述聚合物内,条件为R3和R4不是相同的基团。2.如权利要求1所述的聚合物,其进一步由下式定义,其中:R1为氢、烷基(C≤12)、取代的烷基(C≤12),或或金属螯合基团;n为10至500的整数;R2和R2′各自独立地选自氢、烷基(C≤12),或取代的烷基(C≤12);R3为下式的基团:其中:X1、X2和X3各自独立地选自氢、烷基(C≤12),或取代的烷基(C≤12);并且X4和X5各自独立地选自烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4和X5合在一起并且为烷二基(C≤8)、烷氧基二基(C≤8)、烷基氨基二基(C≤8),或这些基团的任一者的取代形式;x为1至100的整数;R4为下式的基团:其中:X1′、X2′和X3′各自独立地选自氢、烷基(C≤12),或取代的烷基(C≤12);并且X4′和X5′各自独立地选自烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4′和X5′合在一起并且为烷二基(C≤8)、烷氧基二基(C≤8)、烷基氨基二基(C≤8),或这些基团的任一者的取代形式;y为1至100的整数;R5为下式的基团:其中:Y1、Y2和Y3各自独立地选自氢、烷基(C≤12),或取代的烷基(C≤12);并且Y4为氢、酰基(C≤12)、取代的酰基(C≤12)、染料或荧光淬灭剂;z为0-6的整数;并且R6为氢、卤基、烷基(C≤12)或取代的烷基(C≤12),其中R3、R4和R5可以任何顺序出现在所述聚合物内,条件为R3和R4不是相同的基团。3.如权利要求1或权利要求2所述的聚合物,其进一步由下式定义,其中:R1为氢、烷基(C≤8)、取代的烷基(C≤8),或或金属螯合基团;n为10至200的整数;R2和R2′各自独立地选自氢、烷基(C≤8),或取代的烷基(C≤8);R3为下式的基团:其中:X1、X2和X3各自独立地选自氢、烷基(C≤8),或取代的烷基(C≤8);并且X4和X5各自独立地选自烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4和X5合在一起并且为烷二基(C≤8)或取代的烷二基(C≤8);x为1至100的整数;R4为下式的基团:其中:X1′、X2′和X3′各自独立地选自氢、烷基(C≤8),或取代的烷基(C≤8);并且X4′和X5′各自独立地选自烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4′和X5′合在一起并且为烷二基(C≤8)或取代的烷二基(C≤8);y为1至100的整数;R5为下式的基团:其中:Y1、Y2和Y3各自独立地选自氢、烷基(C≤8),或取代的烷基(C≤8);并且Y4为氢、染料或荧光淬灭剂;z为0-6的整数;并且R6为氢、卤基、烷基(C≤6)或取代的烷基(C≤6),其中R3、R4和R5可以任何顺序出现在所述聚合物内,条件为R3和R4不是相同的基团。4.如权利要求1-3中任一项所述的聚合物,其中R1为氢。5.如权利要求1-3中任一项所述的聚合物,其中R1为烷基(C≤6)。6.如权利要求5所述的聚合物,其中R1为甲基。7.如权利要求1-3中任一项所述的聚合物,其中R1为8.如权利要求1-3中任一项所述的聚合物,其中R1为金属螯合基团。9.如权利要求1-3中任一项所述的聚合物,其中R1为选自以下各项的金属螯合基团:DOTA、TETA、Diamsar、NOTA、NETA、TACN-TM、DTPA、TRAP、NOPO、AAZTA、DATA、HBED、SHBED、BPCA、CP256、DFO、PCTA、HEHA、PEPA,或其衍生物。10.如权利要求8所述的聚合物,其中所述金属螯合基团为含氮大环。11.如权利要求8所述的聚合物,其中所述含氮大环为下式的化合物:其中:R7、R8、R9、R10、R7′、R8′以及R9′各自独立地选自氢、烷基(C≤12)、酰基(C≤12)、-烷二基(C≤12)-酰基(C≤12),或这些基团的任一者的取代形式;或接头,其中所述接头为烷二基(C≤12)-C(O)NH-或取代的烷二基(C≤12)-C(O)NH-;或者R7与R8、R9或R10中的一者合在一起并且为烷二基(C≤6);或者R8与R7、R9或R10中的一者合在一起并且为烷二基(C≤6);或者R9与R7、R8或R10中的一者合在一起并且为烷二基(C≤6);或者R10与R7、R8或R9中的一者合在一起并且为烷二基(C≤6);或者R7′与R8′或R9′中的一者合在一起并且为烷二基(C≤6);或者R8′与R7′或R9′中的一者合在一起并且为烷二基(C≤6);或者R9′与R7′或R8′中的一者合在一起并且为烷二基(C≤6);并且a、b、c、d、a′、b′以及c′各自独立地选自1、2、3,或4。12.如权利要求11所述的聚合物,其中a、b、c、d、a′、b′以及c′各自独立地选自2或3。13.如权利要求8-12中任一项所述的聚合物,其中所述金属螯合基团为:14.如权利要求1-3和8-13中任一项所述的聚合物,其中所述金属螯合络合物与金属离子结合。15.如权利要求14所述的聚合物,其中所述金属离子为放射性核素或放射性金属。16.如权利要求14所述的聚合物,其中所述金属离子适用于PET或SPECT成像。17.如权利要求14所述的聚合物,其中所述金属螯合络合物与过渡金属离子结合。18.如权利要求14所述的聚合物,其中所述金属离子为铜离子、镓离子、钪离子、铟离子、镥离子、镱离子、锆离子、铋离子、铅离子、锕离子,或锝离子。19.如权利要求18所述的聚合物,其中所述金属离子为选自以下各项的同位素:99mTc、60Cu、61Cu、62Cu、64Cu、86Y、90Y、89Zr、44Sc、47Sc、66Ga、67Ga、68Ga、111In、177Lu、225Ac、212Pb、212Bi、213Bi、111In、114mIn、114In、186Re,或188Re。20.如权利要求17所述的聚合物,其中所述过渡金属为铜(II)离子。21.如权利要求20所述的聚合物,其中所述铜(II)离子为64Cu2+离子。22.如权利要求21所述的聚合物,其中所述金属螯合络合物为:23.如权利要求1-7中任一项所述的聚合物,其中R2为烷基(C≤6)。24.如权利要求23所述的聚合物,其中R2为甲基。25.如权利要求1-24中任一项所述的聚合物,其中R2′为烷基(C≤6)。26.如权利要求25所述的聚合物,其中R2′为甲基。27.如权利要求1-26中任一项所述的聚合物,其中R3进一步由下式定义:其中:X1选自氢、烷基(C≤8)或取代的烷基(C≤8);并且X4和X5各自独立地选自烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4和X5合在一起并且为烷二基(C≤8)或取代的烷二基(C≤8)。28.如权利要求27所述的聚合物,其中X1为烷基(C≤6)。29.如权利要求28所述的聚合物,其中X1为甲基。30.如权利要求27-29中任一项所述的聚合物,其中X4为烷基(C≤8)。31.如权利要求30所述的聚合物,其中X4为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。32.如权利要求27-31中任一项所述的聚合物,其中X5为烷基(C≤8)。33.如权利要求32所述的聚合物,其中X5为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。34.如权利要求1-33中任一项所述的聚合物,其中R4进一步由下式定义:其中:X1′选自氢、烷基(C≤8)或取代的烷基(C≤8);并且X4′和X5′各自独立地选自烷基(C≤12)、芳基(C≤12)、杂芳基(C≤12)或这些基团的任一者的取代形式,或者X4′和X5′合在一起并且为烷二基(C≤8)或取代的烷二基(C≤8)。35.如权利要求34所述的聚合物,其中X1′为烷基(C≤6)。36.如权利要求35所述的聚合物,其中X1为甲基。37.如权利要求34-36中任一项所述的聚合物,其中X4′为烷基(C≤8)。38.如权利要求37所述的聚合物,其中X4′为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。39.如权利要求34-38中任一项所述的聚合物,其中X5′为烷基(C≤8)。40.如权利要求39所述的聚合物,其中X5′为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。41.如权利要求1-40中任一项所述的聚合物,其中每个R3连续地并入,以形成嵌段。42.如权利要求1-41中任一项所述的聚合物,其中每个R4连续地并入,以形成嵌段。43.如权利要求1-42中任一项所述的聚合物,其中R3作为嵌段存在并且R4作为嵌段存在。44.如权利要求1-40中任一项所述的聚合物,其中R3和R4无规则地并入在所述聚合物内。45.如权利要求1-44中任一项所述的聚合物,其中R5进一步由下式定义:其中:Y1选自氢、烷基(C≤8)或取代的烷基(C≤8);并且Y4为氢、染料或荧光淬灭剂。46.如权利要求45所述的聚合物,其中Y1为烷基(C≤6)。47.如权利要求46所述的聚合物,其中Y1为甲基。48.如权利要求45-47中任一项所述的聚合物,其中Y4为氢。49.如权利要求45-47中任一项所述的聚合物,其中Y4为染料。50.如权利要求49所述的聚合物,其中Y4为荧光染料。51.如权利要求50所述的聚合物,其中所述荧光染料为香豆素、荧光素、若丹明、呫吨、Alexa或花青染料。52.如权利要求50所述的聚合物,其中所述荧光染料为吲哚菁绿、AMCA-x、MarinaBlue、PyMPO、RhodamineGreenTM、四甲基若丹明、5-羧基-X-若丹明、Bodipy493、BodipyTMR-x、Bodipy630、花青3.5、花青5、花青5.5以及花青7.5。53.如权利要求50所述的聚合物,其中所述荧光染料为吲哚菁绿。54.如权利要求45-47中任一项所述的聚合物,其中Y4为荧光淬灭剂。55.如权利要求54所述的聚合物,其中所述荧光淬灭剂为QSY7、QSY21、QSY35、BHQ1、BHQ2、BHQ3、TQ1、TQ2、TQ3、TQ4、TQ5、TQ6以及TQ7。56.如权利要求1-52中任一项所述的聚合物,其中n为75-150。57.如权利要求56所述的聚合物,其中n为100-125。58.如权利要求1-57中任一项所述的聚合物,其中x为1-99。59.如权利要求58所述的聚合物,其中x为1-5、5-10、10-15、15-20、20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50、50-55、55-60、60-65、65-70、70-75、75-80、80-85、85-90、90-95、95-99或来源于其中的任何范围。60.如权利要求1-59中任一项所述的聚合物,其中y为1-99。61.如权利要求60所述的聚合物,其中y为1-5、5-10、10-15、15-20、20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50、50-55、55-60、60-65、65-70、70-75、75-80、80-85、85-90、90-95、95-99或来源于其中的任何范围。62.如权利要求1-61中任一项所述的聚合物,其中z为0-6。63.如权利要求1-61中任一项所述的聚合物,其中z为1-6。64.如权利要求62所述的聚合物,其中z为0-2、2-4、4-6,或来源于其中的任何范围。65.如权利要求1-64中任一项所述的聚合物,其中R3、R4和R5可以任何顺序出现在所述聚合物内。66.如权利要求1-64中任一项所述的聚合物,其中R3、R4和R5可以如式I所述的顺序出现。67.如权利要求1-66中任一项所述的聚合物,其中所述聚合物还包含靶向部分。68.如权利要求67所述的聚合物,其中所述靶向部分为小分子、抗体、抗体片段,或信号肽。69.如权利要求1-66中任一项所述的聚合物,其中R3和R4选自:70.如权利要求1-69中任一项所述的聚合物,其中所述聚合物为PEO114-P(DEA20-D5A60)、PEO114-P(DEA40-D5A40)、PEO114-P(DEA60-D5A20)、PEO114-P(DPA60-DBA20)、PEO114-P(DPA40-DBA40)、PEO114-P(DPA20-DBA60)、PEO114-P(DEA76-DPA24)、PEO114-P(DEA58-DPA42)、PEO114-P(DEA39-DPA61)、PEO114-P(DEA21-DPA79)、PEO114-P(DPA30-DBA50)、PEO114-P(DBA28-D5A52)、PEO114-P(DBA56-D5A24)、PEO114-P(DEA20-D5A60-AMA3)、PEO114-P(DEA40-D5A40-AMA3)、PEO114-P(DEA60-D5A20-AMA3)、PEO114-P(DPA60-DBA20-AMA3)、PEO114-P(DPA40-DBA40-AMA3)、PEO114-P(DPA20-DBA60-AMA3)、PEO114-P(DEA76-DPA24-AMA3)、PEO114-P(DEA58-DPA42-AMA3)、PEO114-P(DEA39-DPA61-AMA3)、PEO114-P(DEA21-DPA79-AMA3)、PEO114-P(DPA30-DBA50-AMA3)、PEO114-P(...
【专利技术属性】
技术研发人员:高进明,黄钢,赵天,马鑫鹏,王一光,李阳,巴朗·D·苏梅尔,
申请(专利权)人:德克萨斯大学系统董事会,
类型:发明
国别省市:美国;US
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