一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及纳米生物材料技术领域，具体涉及一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针、制备方法及应用。通过合成有机染料单体和嵌段聚合，制备了含有有机染料的两亲性刷状聚合物纳米荧光探针。本发明专利技术所制备的纳米荧光探针，可以被肝脏快速代谢，并在胆囊内长期停留，可以实现胆囊和胆管的成像和手术引导。对比临床使用的吲哚菁绿(ICG)，本发明专利技术制备的特异性胆囊递送的纳米荧光探针，制备方法简单，尺寸调控范围广，具有非常好的胆囊富集的特性和更快的代谢速度，具有极大的临床转化潜力，有望代替ICG成为新一代肝胆外科使用的荧光剂。成为新一代肝胆外科使用的荧光剂。成为新一代肝胆外科使用的荧光剂。

【技术实现步骤摘要】
一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及纳米生物材料
，具体涉及一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]胆囊系统疾病的发病率近年来呈上升趋势，已经严重威胁患者的生命健康。当前针对胆囊的影像学手段有MRI、CT和超声，这些影像学分析可用于胆囊癌、胆结石、胆囊炎等胆囊疾病的诊断，但是这些技术无法实现术中的手术引导。由于部分胆囊疾病需要通过外科手术治疗，通过腹腔镜的手术引导对胆囊外科手术引导显得尤为重要。由于部分胆囊疾病的病灶较小，在术中可能会产生微小胆瘘，通过腹腔镜难以完整观察到胆瘘或极小病灶的位置。因此荧光手术导航在肝胆外科手术中显得尤为重要，目前临床上已经使用ICG(吲哚菁绿)作为肝胆外科荧光手术导航的荧光剂。ICG作为一种有机染料，经静脉注射后在肝脏部位大量富集，但是通过肝脏代谢时难以在胆囊富集，因此ICG经静脉注射几乎无法用于胆囊系统的成像。目前ICG在胆囊及胆管成像上的使用方法，最有效的是经胆囊直接注射，但是该方法存在一定的限制，比如患者胆囊状态较差(胆囊萎缩、坏疽等)就会造成穿刺点渗漏，导致术中视野被ICG污染，或者患者胆囊壁较厚，ICG注入胆囊浆肌层也会导致胆汁无荧光。此外，ICG的发射波长在800nm左右，组织的穿透深度约为1
‑
3.5mm，在应对复杂病理生理条件时的高精度成像的需求显得不足。因此开发特异性胆囊递送的更高发射波长的荧光剂就显得尤为重要，并且具有极大的临床应用前景。
[0003]大部分有机荧光团的分子设计较为复杂，因此成本较高，由于主体结构有大量共轭基团，水溶性普遍较差。一般来说，通过在有机荧光团上修饰磺酸根用来增加水溶性，或者通过脂质体等两亲性大分子自组装提升亲水性。这两种提升有机荧光团水溶性的方式，都会导致荧光探针在肝脏内长时间滞留，无法在胆囊中有效滞留从而达到荧光成像的效果。
[0004]鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决解决目前临床胆囊荧光手术导航存在的穿透深度低、特异性差、有创性损伤、ICG使用剂量大的问题，针对肝胆系统代谢特性，提供了一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针、制备方法及应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针，所述纳米荧光探针为两亲性刷状聚合物，包括刷状亲水链段、疏水链段和荧光基团，所述纳米荧光探针的结构式如下：
[0007][0008]其中，R1为H或CH3，R2为功能基团，R3为CH3、C2H5或C4H9，R4为ICG、IR
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783、IR
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808、IR
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820、IR
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1061或Cy5.5及其衍生物，x为10～200，y为1～20，z为10～300，m为0.01～1，n为3～100。
[0009]所述R2为DO3A、DOTA、NOTA、DTPA及其衍生物与金属的螯合物。
[0010]所述金属为镧系元素。
[0011]所述纳米荧光探针的水合粒径为15～500nm。
[0012]所述纳米荧光探针的水合粒径为40～200nm。
[0013]所述荧光探针的发射波长为500nm～1700nm，优选地激发波长为700～1100nm。
[0014]所述荧光探针的发射波长为1000nm～1500nm，优选地激发波长为780nm、808nm、980nm或1060nm。
[0015]本专利技术还公开了上述特异性胆囊递送的纳米荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1，制备染料单体：通过取代反应，在有机染料中引入(甲基)丙烯酸酯键或(甲基)丙烯酰胺键，得到染料单体；
[0017]S2，制备含荧光团的两亲性刷状聚合物：通过可控自由基聚合，将(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯与功能单体、(甲基)丙烯酸酯类单体和染料单体嵌段共聚，得到两亲性刷状聚合物；
[0018]S3，制备纳米荧光探针：将步骤S2中得到的两亲性刷状聚合物溶于水相中，即得纳米荧光探针。
[0019]所述步骤S3中水相为PBS、生理盐水或医用葡萄糖注射液中的任意一种或两种。
[0020]本专利技术所制备的特异性胆囊递送的纳米荧光探针，由于荧光染料在疏水链段，且加入的量较小，可以有效避免浓度淬灭效应，使荧光效率提升。此外，由于聚合物两亲性的结构，荧光染料在疏水段被激发后，会发生扭转分子内电荷转移，发射波长红移。刷状聚合物上的金属螯合物，会通过重原子效应和光电子转移的方式，增加荧光染料的尾峰发射强度，使纳米荧光探针的检测波长范围增加，其中包括近红外二区的发射。
[0021]本专利技术还公开了上述特异性胆囊递送的纳米荧光探针的应用，所述纳米荧光探针经静脉注射后，经血液循环进入肝血窦，通过肝细胞的快速作用进入胆小管，随即在胆囊内富集并滞留。
[0022]所述荧光探针进入胆囊的时间为静脉注射后1～15min，在30～120min内经肝代谢90％以上，在胆囊内的滞留时间为1～48h。
[0023]所述纳米探针的应用场景为肝胆系统荧光成像及肝胆系统疾病的荧光手术导航。
[0024]与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：
[0025]1、本专利技术创造性的利用PEG的抗蛋白吸附能力，构建了PEG刷的两亲性聚合物，利用键合的方式负载荧光染料，以极快的速度被肝脏代谢。键合的方式可以有效避免纳米荧光探针被枯否细胞、肝窦内皮细胞和肝细胞的吞噬和长期滞留，使荧光探针完整的进入胆囊中，从而达到高效的胆囊递送效果；
[0026]2、本专利技术的纳米荧光探针，具有极佳的胆囊特异性，经静脉注射后，其它组织器官几乎无信号出现，且代谢速度快，注射后1
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2h后肝脏几乎无信号；
[0027]3、本专利技术的纳米荧光探针，制备方法简单，成本较低，可大批量生产，且纳米荧光探针的尺寸适用范围广，可控性强；
[0028]4、本专利技术的纳米荧光探针，生物相容性好，毒性较低，有极大的临床应用潜力。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1
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3制备的不同尺寸的特异性胆囊递送的纳米荧光探针的DLS图；
[0030]图2为本专利技术实施例1和实施例3制备的特异性胆囊递送的纳米荧光探针P30的TEM图；
[0031]图3为本专利技术实施例1和实施例3制备的特异性胆囊递送的纳米荧光探针P30经尾静脉注射入BALB/c小鼠体内与空白对照组相比，其血液生化指标对照图；
[0032]图4为本专利技术实施例1和实施例3制备的特异性胆囊递送的纳米荧光探针P30经尾静脉注射入BALB/c小鼠体内与空白对照组相比，其主要器官的H&E染色对照图；
[0033]图5为本专利技术实施例1和实施例4制备的特异性胆囊递送的纳米荧光探针P30经尾静脉注射入BALB/c小鼠体内，在近红外二区荧光成像仪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针，其特征在于，所述纳米荧光探针为两亲性刷状聚合物，包括刷状亲水链段、疏水链段和荧光基团，所述纳米荧光探针的结构式如下：其中，R1为H或CH3，R2为功能基团，R3为CH3、C2H5或C4H9，R4为ICG、IR
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783、IR
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808、IR
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820、IR
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1061或Cy5.5及其衍生物，x为10～200，y为1～20，z为10～300，m为0.01～1，n为3～100。2.如权利要求1所述的一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针，其特征在于，所述R2为1,4,7,10
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四氮杂环十二烷
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1,4,7
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三乙酸、1,4,7,10
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四氮杂环十二烷
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1,4,7,10
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四乙酸、1,4,7,10
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三氮杂环九烷
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1,4,7
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三乙酸、二乙烯三胺五醋酸及其衍生物与金属的螯合物。3.如权利要求2所述的一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针，其特征在于，所述金属为镧系元素或放射性核素。4.如权利要求1所述的一种特异性胆囊递送的纳米荧光探针，其特征在于，所述纳米荧光探针的水合粒径为15～500nm。5.如权利要求1所述的一种特异...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，杨正川，夏彬，黄吟秋，范子回，方蔚伟，孙天赐，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：