[发明专利]一种近红外及双光子双模式成像荧光探针及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种近红外及双光子双模式成像荧光探针的制备及应用，属于化学生物学技术领域。本发明的近红外及双光子双模式成像荧光探针是以尼罗红衍生物和生物素为原料合成的，是一种棕色产物。本发明的荧光探针，具有良好的光谱性质，分别用540nm和590nm作为激发波长，在660nm处出现最大发射波长，且荧光强度较高。本发明的荧光探针，还对肿瘤细胞有靶向作用，是一种靶向近红外荧光探针；一方面在不破坏组织样品的前提下能够实现实时检测体内信号；另一方面能够提高信号在肿瘤内的富集，提高信噪比。本发明的荧光探针既可以进行近红外成像，同时也能够进行双光子成像，两种模式相互验证，能提高结果的准确性。

技术领域

本发明涉及一种近红外及双光子双模式成像荧光探针的制备及应用，属于化学生物学技术领域。

背景技术

癌症是最严重威胁人类健康和生命的疾病问题之一，最新数据统计分析，2015年中国有429.2万例新发肿瘤病例和281.4万例死亡病例。因此，及时发现原位肿瘤，以及手术后残余的肿瘤，并能尽早控制肿瘤是目前的一个巨大挑战，探索有效快速的方法来探测肿瘤对癌症治疗至关重要。

临床诊断检测肿瘤主要方式包括磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）、正电子体层成像（Positron Emission Tomography, PET）和X-射线等，在一定程度上这些方式缺少一定的靶向性和灵敏度，并且伴随着一定的辐射损伤。光学成像（OpticalTomography）是近几年新兴的有前途的癌症诊断检测方式。光学成像能够实时高分辨无损伤检测癌症，并且这种光学信号能够提供分子生物学信息和肿瘤相关结构以及肿瘤的代谢，为下一步的诊断治疗提供一定的依据。

在光学成像技术中，有机小分子荧光染料尤其是近红外荧光染料（Near-Infrared, NIR）在肿瘤的诊断治疗领域中展现出了巨大的潜力，对于肿瘤的诊疗具有身份重大的意义。近红外荧光探针（发射波长：650-900 nm）能够避免血红蛋白、色素、胆红素等物质在可见光区（400-650 nm）强吸收，有较低的背景干扰，能够在活体生物组织内实时通过深穿透能力的荧光监测成像效果。因此，近红外染料在肿瘤的诊断中已经得到广泛的研究与应用。

尼罗红（Nile）染料是近红外染料中的一种，激发波长和发射波长分别为600 nm和670 nm。这使得尼罗红在体内外成像时能够降低体内自身背景的干扰，提高信噪比。此外，尼罗红还具有双光子性质，双光子成像采用飞秒激光器作为激发光源，采用长波长的近红外作为激发波长对组织细胞的损伤较小，能够同时吸收两个光子聚焦在微小的点上，能够进行更清晰地成像。因此，尼罗红染料可以同时进行近红外和双光子双模式成像，使得活体和组织成像相互验证，提高信号的准确性。但是，采用尼罗红作为近红外荧光染料进行细胞成像时，尼罗红本身不具有靶向性，在体内的正常组织和肿瘤细胞中均能够成像，容易造成假阳性，不利于肿瘤检测。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种对肿瘤细胞具有靶向性的近红外及双光子双模式成像荧光探针及其制备和应用。

技术方案

一种近红外及双光子双模式成像荧光探针，其化学结构式如式I所示：

式I中，R₁=R₂=CH₃。

一种上述近红外及双光子双模式成像荧光探针的制备方法，是将化合物2、化合物3、1-羟基苯并三唑（HOBT）、N,N-二异丙基乙胺（DIEA）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）混合进行反应，反应结束后分离纯化，得棕色产物；

化合物2的结构式：，

化合物3的结构式：。所得棕色产物即为本发明的近红外及双光子双模式成像荧光探针。