触发式自降解聚合物基近红外荧光探针、制备方法及应用技术

一种触发式自降解聚合物基近红外荧光探针、制备方法及应用，所述触发式自降解聚合物基近红外荧光探针的结构式如下：其中，表示触发基元；表示近红外荧光团；聚合度n为5～10。本发明专利技术提供的酸响应触发式自降解聚合物基近红外探针具有高特异性成像性能，且由于降解产生的带有醌亚甲基的近红外荧光团可与肿瘤组织内蛋白表面亲核基团高效偶联，克服了现有大部分小分子探针在体内快速被代谢的问题，从而实现了长期示踪的效果。而实现了长期示踪的效果。

【技术实现步骤摘要】
触发式自降解聚合物基近红外荧光探针、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及生物医用高分子材料领域，尤其涉及一种触发式自降解聚合物基近红外荧光探针、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]光学成像具有非侵入性和可视化的优点，因此被认为是一种最有效的研究细胞或组织的功能和结构的方法之一。近年来，近红外窗口成像技术被广泛关注。相对于传统的可见光窗口成像技术而言，近红外窗口成像具有组织穿透深度深，生物相容性好和组织自荧光、组织吸收、组织光散射降低等优点，因此近红外窗口成像具有更高的时空分辨率和信号
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背景比(SBR)。而且由于近红外荧光团可以吸收近红外光，可以产生光热效果用于光热治疗(PTT)；此外对于部分近红外荧光团在特定波长光激发下会将能量转移给周围的氧，生成活性很强的单线态氧，单线态氧会与周围的生物分子发生氧化反应，消耗细胞内的谷胱甘肽(GSH)提升胞内氧化压力，加速细胞凋亡，从而可以进行光动力学治疗(PDT)，因此该类荧光团还可用于成像
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光热
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光动力学治疗协同作用。
[0003]肿瘤区域的精准成像对病情的诊断、监测及手术导航具有重要的意义。然而，目前报道的大多数近红外窗口成像试剂都具有非特异性，即通过静脉注射入体内后，不仅会在肿瘤组织聚集，还会被其他器官摄取，因此存在很强的干扰信号，很难实现肿瘤区域的精准成像；且目前报道的大多数成像试剂在体内很容易通过肾脏或肝脏代谢掉，很难达到长期示踪的效果，这些对临床诊断及手术导航是极为不利的。因此，开发一种高特异性、能够长期示踪且能够协同治疗的近红外窗口成像试剂具有重要意义。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种触发式自降解聚合物基近红外荧光探针、制备方法及应用，以期至少部分地解决上述提及的技术问题的至少之一。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括：
[0006]作为本专利技术的一个方面，提供一种触发式自降解聚合物基近红外荧光探针，结构式如下：
[0007][0008]其中，表示触发基元；表示近红外荧光团；聚合度n为5～10。
[0009]作为本专利技术的另一个方面，还提供一种如上所述的触发式自降解聚合物基近红外荧光探针的制备方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1：将含有苯氧羰基和羟基的单体进行聚合反应，形成链末端包括异氰酸酯基和羟基的聚合物；
[0011]步骤2：将具有末端羟基的触发基元与所述聚合物反应，生成触发式自降解聚合物；
[0012]步骤3：将触发式自降解聚合物与聚乙二醇酰基叠氮偶联，得到两亲性嵌段自降解聚合物；
[0013]步骤4：将两亲性嵌段自降解聚合物与近红外荧光团进行反应，得到触发式自降解聚合物基近红外荧光探针。
[0014]作为本专利技术的再一个方面，还提供一种如上所述的触发式自降解聚合物基近红外荧光探针在制备肿瘤细胞示踪剂中的应用。
[0015]基于上述技术方案，本专利技术相较于现有技术，至少具有以下有益效果：
[0016]本专利技术提供的酸响应触发式自降解聚合物基近红外探针具有高特异性成像性能，且由于降解产生的带有醌亚甲基的近红外荧光团可与肿瘤组织内蛋白表面亲核基团高效偶联，克服了现有大部分小分子探针在体内快速被代谢的问题，从而实现了长期示踪的效果；
[0017]此外，近红外荧光团自身的光热和光动力学性能为后期的肿瘤协同治疗提供了可能；
[0018]综上所述，本专利技术提供的酸响应触发式自降解聚合物基近红外荧光探针能够长期示踪且能够协同治疗。
附图说明
[0019]图1是含有苯氧羰基和羟基的单体的核磁氢谱；
[0020]图2是本专利技术实施例1中两亲性嵌段自降解聚合物P2以及侧基后修饰近红外荧光团的两亲性嵌段自降解聚合物P3的核磁氢谱；
[0021]图3是本专利技术实施例1中近红外荧光小分子IR820以及侧基后修饰近红外荧光团的两亲性嵌段自降解聚合物P3的紫外吸收光谱；
[0022]图4是本专利技术实施例1中得到的组装体的透射电子显微镜表征图；
[0023]图5是本专利技术实施例1中得到的组装体的光散射粒径测试结果；
[0024]图6是对比例1中得到的组装体的透射电子显微镜表征图；
[0025]图7是本专利技术应用实例1中的组装体在酸性条件触发下的凝胶渗透色谱图；
[0026]图8是本专利技术应用实例1中的组装体在酸性条件触发下的紫外吸收光谱图；
[0027]图9是本专利技术应用实例1中的组装体在酸性条件触发下的散射光强结果；
[0028]图10是本专利技术应用实例1中的组装体在酸性条件触发下的溶液粒子数目结果；
[0029]图11a和图11b分别是本专利技术应用实例1中的组装体在酸性条件触发下的透射电子显微镜表征结果，其中，图11a为初始状态；图11b为经过一段时间后的状态；
[0030]图12是本专利技术应用实例1中的组装体在酸性条件触发下的荧光发射强度变化结
果；
[0031]图13是本专利技术应用示例2的组装体在相同聚合物浓度不同激光辐照功率下的光热测试结果；
[0032]图14是本专利技术应用示例2的组装体在相同激光辐照功率不同聚合物浓度的光热测试结果；
[0033]图15是本专利技术应用示例3的纳米粒子在降解体系和未降解体系光动力学性能测试结果；
[0034]图16a和图16b分别是本专利技术应用示例4中的组装体与不同类型正常细胞孵育后的细胞存活率结果统计，其中，图16a未使用808nm激光辐照；图16b使用808nm激光辐照；
[0035]图17a、图17b和图17c分别是本专利技术应用示例4中的组装体在细胞水平上的光动力学性能测试结果；其中，图17a为不加组装体但使用808nm激光辐照的共聚焦拍摄图，图17b为加组装体但不使用808nm激光辐照的共聚焦拍摄图，图17c为加组装体并且使用808nm激光辐照的共聚焦拍摄图；
[0036]图18是本专利技术应用示例5中的组装体在荷瘤小鼠体内的生物成像结果；
[0037]图19是应用对比例1中的小分子荧光团IR820在荷瘤小鼠体内的生物成像结果。
具体实施方式
[0038]本专利技术涉及了一种可长期示踪的新型聚合物基近红外荧光探针，可以对肿瘤部位微酸环境响应从而实现特异性荧光激活和长期的荧光示踪。其中，设计并合成了基于苯氧羰基和羟基连接基元的自降解聚合物(SIPs)，聚合物的末端羟基与聚乙二醇酰基叠氮高效偶联得到两亲性嵌段共聚物。在其侧基通过高效的“巯基
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马来酰亚胺”迈克尔加成反应修饰上近红外荧光团。这种两亲性嵌段自降解聚合物与近红外荧光团化学键结合后，在水溶液中会自组装形成纳米粒子，近红外荧光团被聚集在疏水内核从而导致荧光猝灭。在生理刺激(如pH小于7)条件下，聚合物自发串联解聚并释放荧光分子，从而产生荧光发射；降解产生的带有醌亚甲基的近红外荧光团会和周围蛋白表面的亲核基团高效偶联从而实现长期的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种触发式自降解聚合物基近红外荧光探针，其特征在于，结构式如下：其中，表示触发基元；表示近红外荧光团；聚合度n为5～10。2.如权利要求1所述的触发式自降解聚合物基近红外荧光探针，其特征在于，所述触发基元包括酸性响应触发基元；优选的，所述酸性响应触发基元包括：3.如权利要求1所述的触发式自降解聚合物基近红外荧光探针，其特征在于，所述近红外荧光团包括吲哚箐绿或新吲哚箐绿。4.如权利要求1所述的触发式自降解聚合物基近红外荧光探针，其特征在于，所述触发式自降解聚合物基近红外荧光探针包括由含有苯氧羰基和羟基的单体聚合得到的聚合物；所述含有苯氧羰基和羟基的单体的结构式如下：5.一种如权利要求1至4任一项所述的触发式自降解聚合物基近红外荧光探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将含有苯氧羰基和羟基的单体进行聚合反应，形成链末端包括异氰酸酯基和羟基的聚合物；步骤2：将具有末端羟基的触发基元与所述聚合物反应，生成触发式自降解聚合物；步骤3：将触发式自降解聚合物与聚乙二醇酰基叠氮偶联，得到两亲性嵌段自降解聚合物；步骤4：将两亲性嵌段自降解聚合物与近红外荧光团进行反应，得到触发式自降解聚合
物基近红外荧光探针。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述聚合反应包括：将含有苯氧羰基和羟基的单体溶于有机溶剂中，无氧气氛下，加入催化剂催化，70℃～90℃，反应2小时～5小时。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：将具有末端羟基的触发基元添加入所述步骤1得到的反应液中；所述触发基元与所述含有苯氧羰基和羟基的单体按照等摩尔比例添加；在70℃～90℃下，反应1小时～...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世勇，周鑫，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：