开关型荧光纳米颗粒探针以及使用其的荧光分子成像法制造技术

本发明专利技术提供具有开关功能(在血液成分中荧光色素猝灭，在所要成像的肿瘤、炎症部位发出荧光的功能)的新型成像用荧光纳米颗粒探针。一种荧光纳米颗粒探针，其包括由具有亲水性嵌段链和疏水性嵌段链的两亲性嵌段聚合物构成的分子聚集体和在该分子聚集体中内含的荧光色素，(a)亲水性嵌段链含有选自肌氨酸单元和环氧烷单元中的单元作为亲水性必需构成单元，(b)疏水性嵌段链含有选自由氨基酸单元和羟基酸单元组成的组中的单元作为疏水性必需构成单元，(c)荧光色素是包含下述式(I)所示的荧光基团和具有5～50个乳酸单元的聚乳酸基团的聚乳酸结合花青化合物，每一个前述分子聚集体内含多个分子的前述荧光色素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关型荧光纳米颗粒探针以及使用其的荧光分子成像法
本专利技术涉及具有生物适应性的、在由两亲性物质构成的分子聚集体中内含荧光色素而成的荧光纳米颗粒及使用其作为探针的荧光成像。
技术介绍
近年来对纳米技术的关注在高涨，开发了利用纳米尺寸物质特有的性质的新型功能性材料。该新型功能性材料可以在能源、电子及医药等广泛的领域中应用。纳米技术尤其在生物体样本中的物质的检测、体内(invivo)成像中引人注目。在医药领域中，让近红外荧光色素在肿瘤部分聚集、将肿瘤部分成像的近红外荧光摄影法受到了关注。在该方法中，将具有通过激发光照射而在近红外区域发射荧光的性质的化合物作为造影剂给药于生物体内。接着，从身体的外侧照射近红外波长的激发光，检测由在肿瘤部分聚集的荧光造影剂发射的荧光，确定病变部位。用作成像用探针的物质主要由载剂和荧光色素构成，分别报告了各种形态的物质。作为载剂，可列举出脂质体纳米颗粒(日本特开2005-220045号公报(专利文献1))、肽型纳米颗粒(JournalofControlledRelease51(1998)241-248(非专利文献1)、使用具有聚谷氨酸甲酯的两亲性嵌段聚合物作为疏水性嵌段的纳米颗粒(日本特开2008-024816号公报(专利文献2))、使用由聚肌氨酸链和聚乳酸链构成的两亲性嵌段聚合物的纳米颗粒(ChemistryLetters,vol.36,no.10,2007,p.1220-1221(非专利文献2))、使用由聚肌氨酸链和聚乳酸链构成的两亲性嵌段聚合物和聚乳酸的纳米颗粒(国际公开第2009/148121号小册子(专利文献3))等。荧光色素是通过共价键与载剂键合或者通过非共价键内含在载剂中的物质，可使用荧光素系色素、花青系色素、若丹明系色素等。作为花青系色素，大多使用吲哚菁绿(indocyaninegreen，ICG)，开发了各种吲哚菁衍生物(BioconjugateChem.1996,7,356-362(非专利文献3)，日本药学会第131年会，29p-am395Q海报，2010年3月29日(非专利文献4))。另外，还报道了使通过同时内含吲哚菁衍生物和猝灭剂而猝灭的纳米颗粒在达到肿瘤组织时获得荧光性的方法(CancerResearch,60,4953-4958,September1,2000(非专利文献5)、BioconjugateChem.2002,13,605-610(非专利文献6)、CancerResearch,2009;69:(4).February15,2009(非专利文献7))。更具体而言，在上述非专利文献4中公开了用500μL由聚肌氨酸链和聚乳酸链构成的两亲性聚合物(PSar70-PLLA30)的6mg/mL溶液和3.16μL吲哚菁衍生物IC7-1的1mg/mL溶液制作纳米颗粒IC7-1lactosome。即，公开了该纳米颗粒IC7-1lactosome中的吲哚菁衍生物IC7-1的内含量为0.48mol%。该内含量相当于，相对于一个纳米颗粒IC7-1lactosome，具有一个吲哚菁衍生物IC7-1分子。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-220045号公报专利文献2:日本特开2008-024816号公报专利文献3:国际公开第2009/148121号小册子非专利文献非专利文献1：“ジャーナル·オブ·コントロールド·リリース(JournalofControlledRelease)”，第51卷，1998年，第241-248页非专利文献2：“ケミストリ·レターズ(ChemistryLetters)”，第36卷，第10号，2007年，第1220-1221页非专利文献3：“バイオコンジュゲート·ケミストリ(BioconjugateChemistry)”，1996年，第7卷，第356-362页非专利文献4：日本药学会第131年会，29p-am395Q海报，2010年3月29日非专利文献5：“キャンサー·リサーチ(CancerResearch)”，第60卷，第4953-4958页，2000年9月1日非专利文献6：“バイオコンジュゲート·ケミストリ(BioconjugateChemistry)”，2002年，第13卷，第605-610页非专利文献7：“キャンサー·リサーチ(CancerResearch)”，2009年，第69卷；(第4号)，2009年2月15日
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供具有开关功能(在制备纳米颗粒时和在血液成分中荧光色素猝灭，在所要成像的肿瘤或炎症部位发出荧光的功能)的新型成像用荧光纳米颗粒探针。用于解决问题的方案本专利技术人等已经发现了通过高浓度地内含花青系荧光化合物而自猝灭了的纳米颗粒通过与血液成分接触而恢复荧光强度这一令人惊奇的效果。本专利技术人等经过进一步的深入研究，结果发现通过高浓度地内含聚乳酸结合花青系荧光化合物而自猝灭了的纳米颗粒在与血液成分接触下保持自猝灭状态，通过与细胞接触或被细胞吸收而恢复荧光强度这一令人惊奇的效果，从而完成了本专利技术。本专利技术包括以下的开关型荧光纳米颗粒探针以及使用其的成像法。(1)一种荧光纳米颗粒探针，其包括：由具有亲水性嵌段链和疏水性嵌段链的两亲性嵌段聚合物构成的分子聚集体，和在前述分子聚集体中内含的荧光色素，(a)前述亲水性嵌段链含有选自肌氨酸单元和环氧烷单元中的单元作为亲水性必需构成单元，且具有20个以上前述亲水性必需构成单元，(b)前述疏水性嵌段链含有选自由氨基酸单元和羟基酸单元组成的组中的单元作为疏水性必需构成单元，且具有15个以上前述疏水性必需构成单元，(c)所述荧光色素是包含下述结构式(I)所示的荧光基团和具有5～50个乳酸单元的聚乳酸基团的聚乳酸结合花青化合物，[化学式1](式(I)中，R1为可以被取代的烃基，R2为可以被取代的二价烃基；A-为阴离子，m为0或1；环B和环D为可以彼此相同或不同的含氮杂环；L为可以包含环状结构、可以被取代的构成聚甲炔链的连接基团。)每一个所述分子聚集体内含多个分子的前述荧光色素。在上述开关型荧光纳米颗粒探针中，由于内含的多个分子的荧光色素缔合而发生荧光猝灭。(2)根据(1)所述的荧光纳米颗粒探针，其中，前述荧光色素以相对于前述两亲性嵌段聚合物和前述荧光色素的总计为1～50mol%的量内含于前述分子聚集体中。上述荧光纳米颗粒中的荧光色素内含量相当于相对于一个颗粒具有2～200分子荧光色素。(3)根据(1)或(2)所述的荧光纳米颗粒探针，其中，与细胞接触或被细胞吸收时的荧光强度是与血液成分接触时的荧光强度的10倍以上。作为上述荧光强度达到10倍时的一个例子，可列举出荧光色素内含量为20mol%(即，相当于相对于一个荧光纳米颗粒具有50分子荧光色素)的情况。荧光纳米颗粒探针的荧光强度通过添加到细胞中而上升，在添加24小时后能够达到10倍以上。(4)根据(1)～(3)中的任一项所述的荧光纳米颗粒探针，其中，L所表示的前述连接基团具有以下所示结构中的任意者。[化学式2](式中，R3和R3’为氢或者它们相互连接而形成前述环状结构，X为氢或卤素。)(5)根据(1)～(4)中的任一项所述的荧光纳米颗粒探针，其中，前述环B为以下所示结构中的任意者：[化学式3](式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.02 JP 2011-044841;2011.08.18 JP 2011-179251.一种荧光纳米颗粒探针，其包括：由具有亲水性嵌段链和疏水性嵌段链的两亲性嵌段聚合物构成的分子聚集体，和在所述分子聚集体中内含的荧光色素，(a)所述亲水性嵌段链含有肌氨酸单元作为亲水性必需构成单元、且具有20个以上所述亲水性必需构成单元，所述亲水性嵌段链的构成单元数为30～300，(b)所述疏水性嵌段链含有乳酸单元作为疏水性必需构成单元、且具有15个以上所述疏水性必需构成单元，所述疏水性嵌段链的构成单元数为15～80，(c)所述荧光色素是仅由下述结构式(I)所示的荧光基团和具有5～50个乳酸单元的聚乳酸基团构成的聚乳酸结合花青化合物，式(I)中，R1为可以被羧基、羧酸酯基、金属羧酸盐基、磺酰基、磺酸酯基、金属磺酸盐基、或羟基取代的碳数1～20的烷基，R2为可以被羧基、羧酸酯基、金属羧酸盐基、磺酰基、磺酸酯基、金属磺酸盐基、或羟基取代的碳数1～20的亚烷基；A-为阴离子，m为0或1；环B和环D为可以彼此相同或不同的含氮杂环；L为可以包含环状结构、可以被取代的构成聚甲炔链的连接基团，L所表示的所述连接基团具有以下所示结构中的任意者：式中，R3和R3’为氢，或者它们相互连接而形成环戊烯环或环己烯环，X为氢或卤素，所述环B为以下所示结构中的任意者：式中，R1为可以被羧基、羧酸酯基、金属羧酸盐基、磺酰基、磺酸酯基、金属磺酸盐基、或羟基取代的碳数1～20的烷基，R4和R5为氢、羧酸酯基、金属羧酸盐基、磺酸酯基或金属磺酸盐基，或者它们相互连接而形成任选被取代的苯环，所述环D为以下所示结构中的任意者：式中，R2为可以被羧基、羧酸酯基、金属羧酸盐基、磺酰基、磺酸酯基、金属磺酸盐基、或羟基取代的碳数1～20的亚烷基，R4和R5为氢、羧酸酯基、金属羧酸盐基、磺酸酯基或金属磺酸盐基，或者它们相互连接而形成任选被取代的苯环，所述金属羧酸盐基、金属磺酸盐基中的金属为碱金属或碱土金属，所述分子聚集体中，所述荧光色素以相对于所述两亲性嵌段聚合物和所述荧光色素的总计为5～20mol％的量内含于所述分子聚集体中，在与血中成分接触时维持自猝灭状态，且通过与细胞接触或被细胞吸收而恢复荧光强度。2.根据权利要求1所述的荧光纳米颗粒探针，其中，与细胞接触或被细胞吸收时的荧光强度是与血液成分接触时的荧光强度的10倍以上。3.根据权利要求1所述的荧光纳米颗粒探针，其中，所述荧光基团为下述结构式(II)所示的基团：式中，R1为可以被羧基、羧酸酯基、金...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐治英郎，木村俊作，小野正博，天满敬，原功，小关英一，
申请(专利权)人：国立大学法人京都大学，株式会社岛津制作所，
类型：
国别省市：