靶向荧光染料及其应用制造技术

本发明专利技术公开一种靶向荧光染料及其应用。所述靶向荧光染料具有通式I的结构。基于该靶向荧光染料，本发明专利技术进一步公开以该染料进行表面修饰的载药羟基磷灰石及其制备方法。通过该方法制得的靶向复合材料可灵敏识别并结合在大多数肿瘤细胞膜中高度表达的谷氨酰胺转氨酶，通过内吞方式穿过细胞膜，实现抗癌药物的缓慢靶向释放。不仅能够提高抗癌药物的包覆率，并且有效地区分了正常与肿瘤细胞，进而有效提高抗癌药物的释放效率和局部浓度并降低抗癌药物的使用剂量和毒副作用，该复合材料能够快速渗透到肿瘤组织内，结合细胞毒性，在癌症治疗领域有着重大的研究价值和应用前景。

Targeted fluorescent dyes and their applications

The invention discloses a targeted fluorescent dye and an application thereof. The target fluorescent dye has a structure of the general formula I. Based on the target fluorescent dye, the invention further discloses a medicine loaded hydroxyapatite with surface modification of the dye and a preparation method thereof. Prepared by the method of targeted composite sensitive recognition and combining with the transglutaminase is highly expressed in most tumor cells, by endocytosis through the cell membrane, achieve the target of anticancer drugs to slow release. Not only can improve the coating rate of anticancer drugs, and effectively distinguish between normal and tumor cells, thus effectively enhance the release efficiency and local concentration of anticancer drugs and reduce the dose of anticancer drugs and toxic side effects, the composite material can quickly penetrate into the tumor tissue, combined with cell toxicity, has a research value and application prospect major in the field of cancer therapy.

【技术实现步骤摘要】
靶向荧光染料及其应用
本专利技术涉及生物纳米材料领域和精细化工领域一类荧光染料、其制法和用途，具体涉及一种靶向肿瘤细胞表面谷氨酰胺转氨酶的萘酰亚胺衍生物类荧光染料及其应用。
技术介绍
癌症已经成为威胁人类生命的主要疾病之一。据统计，全球每年新发癌症患者人数高达数千万人次，死亡人数在六百万左右，危害严重，治疗困难；目前，越来越多的国家政府和科学界投入了大量的精力和财力用于癌症的治疗和预防。因此，发展能够更加有效地治疗这类疾病的手段，对促进人类健康具有重大意义。抗肿瘤药物化疗是除外科手术之外最重要的癌症治疗手段，包括传统化疗和靶向治疗两种方法。传统化疗是指利用抗肿瘤药物(细胞毒性物质)干扰体内细胞有丝分裂，杀死快速分裂的细胞。即在杀伤肿瘤细胞的同时，又杀伤正常组织的细胞，尤其是杀伤人体中生长发育旺盛的血液、淋巴组织细胞等。而这些细胞与组织是人体重要的免疫防御系统，因此传统化疗往往伴随着很大程度上的毒副作用。靶向治疗主要是基于传统化疗的基础上，通过瘤内注射，载体修饰等手段，实现化疗药物对于肿瘤的识别，降低正常组织细胞的摄入，从而大大提高传统化疗的治疗效果。瘤内注射虽然简便，大多数情况下由于实际肿瘤部位无法精确探知，所以并不适用。目前，更多是利用能够识别肿瘤细胞膜上特定分子信号的特殊配体来修饰药物载体外层，主要包括小分子靶向染料、缩氨酸(如环状五肽cRGD)、铁传递蛋白和某些抗体。γ-谷氨酰转肽酶(GGT)是一种糖蛋白性的膜腱酶。肝脏中的GGT主要分布在肝细胞毛细胆管内侧和整个胆管系统，GGT合成增多或胆管系统病变，胆汁排泄受阻时均可引起血清GGT升高。而血清GGT有癌胚特性，在原发性肝癌(PHC)实体肿瘤组织生长时，释放到外周血液中的甚至高达600U/L以上。即肝癌患者GGT活性显著升高，尤其是恶性肿瘤肝转移及肝癌手术复发时更明显，往往大于正常的几倍甚至几十倍，阳性率可达90％。当肿瘤切除后，GGT可降至正常，复发时又升高，故动态观察可监测肝癌疗效、判断预后。另一方面，目前多数小分子抗癌药水溶性较差，临床上通常使用表面活性剂对其进行乳化，但在血液循环过程中其稳定性较差，基本上不具有缓释或控释性能，而且存在血液半衰期短、毒副作用依然很大等众多缺点。因此，研究新型的高效药物运输载体已成为生物医药、肿瘤治疗领域的关键。以无机纳米材料作为药物载体用于靶向药物输送系统，近年来得到迅速发展。无机药物载体如二氧化硅、四氧化三铁等，虽然药物负载能力高，化学稳定性和生物相容性好，但若在体内过量积聚，会对正常组织造成损伤，目前已有文献报道体内过量积聚的二氧化硅对肺和肝的损伤尤为明显。羟磷灰石(HAP)是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机组成成分，具有优良的生物相容性和生物降解性、安全低毒、稳定的化学结构和载药性广等优点。此外，在酸性条件下(pH3.5-6)，羟磷灰石易水解，且对正常细胞无毒副作用，是一种有潜力的药物载体。荧光染料的识别或传感功能是近年发展起来的。相比于传统的检测手段，荧光染料具有选择性，灵敏度高，实时原位检测，动态可视化检测等优点，被广泛应用在各个领域。在生物医学领域，荧光染料可被应用在细胞、组织或体内，用于疾病的早期诊断和病理分析，如基因诊断(DNA测序、基因重组)、生物分析(核酸识别、蛋白质标记、离子及活性氧等小分子检测)，荧光成像(细胞,组织及活体成像)及医疗诊断(免疫检测、血液分析、肿瘤标志物检测)等。因此，设计以GGT为靶标的荧光染料用于检测GGT含量异常具有重要意义；将这类荧光染料与羟磷灰石纳米药物载体结合，在肿瘤靶向治疗和示踪具有实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对癌细胞靶向识别示踪且酸敏响应性的羟磷灰石纳米药物复合体，用于靶向表面谷氨酰转肽酶过表达的癌细胞，从而实现癌细胞选择性识别示踪及抗癌药物的缓慢靶向释放。为此，本专利技术首先公开一种靶向荧光染料，具有通式I的结构：通式I中，R1和R2各自独立地选自：H、NO2、COOH、NH2、OH、C1-6烷氧基、C1-6烷基氨基、C1-6酰胺基、卤素或C1-6卤代烷基；R3是N或O。进一步，本专利技术提供上述靶向荧光染料的制备方法，该制备方法中：(1)当R3＝N时所述方法包括如下步骤：①式II的化合物与式III的化合物在125℃条件下按照摩尔比0.1-1000:1反应4-8h，制备式IV的化合物；反应溶剂优选为冰醋酸，反应摩尔比优选为0.1-500:1，更优选为0.1-100:1，最优选为0.1-20:1；②式IV的化合物与Zn粉在90℃条件下按照摩尔比0.1-100:1下反应3-6h，反应体系加入适量无水CaCl2结晶固体，制备式V的化合物；反应溶剂优选为乙醇，摩尔比优选为0.1-50:1，更优选为0.1-20:1。③式V的化合物与式X的化合物在室温下按照摩尔比0.1-1000:1下反应24-72h，加入0.05当量催化剂EDCl和HOBT，制备式XI的化合物(即式I的化合物，R3＝N)；反应溶剂优选为DMF与二氯甲烷体积比0.1-100:1的混合溶剂，更优选为0.1-20：1；(2)当R3＝O时所述方法包括如下步骤：①式VI的化合物与式III的化合物在125℃条件下按照摩尔比0.1-1000:1反应4-8h，制备式VII化合物。反应溶剂优选为冰醋酸，摩尔比优选为0.1-100:1，更优选为0.1-20:1。②式VII的化合物与乙醇钠在85℃条件下按照摩尔比1:0.1-1000反应6-24h，制备式VIII化合物；反应溶剂优选为甲醇，加入0.1-0.5当量无水Cu2SO4，反应优选进行氮气保护，摩尔比优选1:0.1-200，更优选1:0.1-50，最优选1:0.1-20；式VIII与过量的HI水溶液中反应2-5h，制备式IX化合物。反应溶剂优选为乙醇水溶液，条件优选为回流反应。③式IX的化合物与式X的化合物在室温下按照摩尔比0.1-1000:1下反应24-72h，加入0.05当量催化剂EDCl和HOBT，制备式XII化合物(即式I的化合物，R3＝O)。反应溶剂优选为DMF与二氯甲烷体积比0.1-100:1的混合溶剂，更优选为0.1-20:1。进一步，本专利技术公开一种靶向荧光染料修饰的载药羟基磷灰石，所述的靶向荧光染料即上述本专利技术的靶向荧光染料(具有通式I的结构)。再一方面，本专利技术还公开上述靶向荧光染料修饰的载药羟基磷灰石的制备方法，包括下述步骤：(1)制备载药羟基磷灰石(D@HAP)；(2)以靶向荧光染料对载药羟基磷灰石进行表面修饰。本专利技术所提供的靶向荧光染料以及在其基础上所构建的靶向荧光染料修饰的载药羟基磷灰石靶向谷氨酰胺转氨酶。基于谷氨酰胺转氨酶在大多数肿瘤中高度表达，而靶向荧光染料的谷氨酸酰胺区域同肿瘤细胞表面的谷氨酰胺转氨酶亲和力很强；荧光染料修饰的载药羟基磷灰石经由靶向荧光染料区域与谷氨酰胺转氨酶识别结合，并以内吞方式穿过细胞膜，从而靶向表面谷氨酰胺转氨酶过表达的肿瘤细胞，实现抗癌药物的缓慢靶向释放。因此，本专利技术再一方面提供所述的靶向荧光染料修饰的载药羟基磷灰石在制备肿瘤示踪及治疗制剂中的应用。与现有技术相比，本专利技术的靶向荧光染料修饰的载药羟基磷灰石在如下几个方面都有突出的优势：(1)设计合成的荧光染料I对谷氨酰胺转氨酶具有专一、本文档来自技高网...

【技术保护点】
靶向荧光染料，具有通式I的结构：

【技术特征摘要】
1.靶向荧光染料，具有通式I的结构：通式I中，R1和R2各自独立地选自：H、NO2、COOH、NH2、OH、C1-6烷氧基、C1-6烷基氨基、C1-6酰胺基、卤素或C1-6卤代烷基；R3是N或O。2.根据权利要求1所述的靶向荧光染料，其特征在于，所述的R3是N。3.根据权利要求1所述的靶向荧光染料，其特征在于，所述的R1和R2各自独立地选自H、NO2、NH2、COOH、OH、OCH3、OC2H5、Br、Cl。4.根据权利要求1所述的靶向荧光染料，是化合物DFA1：5.权利要求1所述的靶向荧光染料的制备方法，其特征在于：(1)当R3＝N时所述方法包括如下步骤：①式II的化合物与式III的化合物在125℃条件下按照摩尔比0.1-1000:1反应4-8h，制备式IV的化合物；②式IV的化合物与Zn粉在90℃条件下按照摩尔比0.1-100:1下反应3-6h，反应体系加入适量无水CaCl2结晶固体，制备式V的化合物；③式V的化合物与式X的化合物在室温下按照摩尔比0.1-1000:1下反应24-72h，加入0.05当量催化剂EDCl和HOBT，制备式XI的化合物；(2)当R3＝O时所述方法包括如下步骤：①式VI的化合物与式III的化合物在125℃条件下按照摩尔比0.1-1000:1反应4-8h，制备式VII化合物；②式VII的化合物与乙醇钠在85℃条件下按照摩尔比1:0.1-1000反应6-24h，制备式VIII化合物；③式IX的化合物与式X的化合物在室温下按照摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊江莉，康垚，王素真，彭孝军，杜健军，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21